Im Zentrum der Kernkompetenz »Halbleitermaterialien« stehen moderne Epitaxieverfahren zur Herstellung von Bauelementstrukturen aus III/V-Halbleitern sowie die Entwicklung von Diamantschichten, die mit einem am IAF entwickelten CVD-Verfahren hergestellt werden. Die am Institut untersuchten Materialsysteme umfassen alle III/V-Verbindungshalbleiter, von Nitriden, Phosphiden und Arseniden bis hin zu Antimoniden. Weltweit einzigartig ist das am Fraunhofer IAF entwickelte Verfahren zur Diamantabscheidung aus der Gasphase.