Fyzikální principy, instrumentace a aplikační možnosti zobrazovacích a analytických metod využívaných pro charakterizaci struktury a složení materiálů. Elektronová mikroskopie transmisní a rastrovací, mikroskopie rastrující sondou (metody blízkého pole - rastrovací tunelová mikroskopie, mikroskopie atomárních sil a odvozené metody). Vybrané metody analýzy chemického složení v lokálním (elektronová mikroanalýza) a bulkovém měřítku (optická emisní spektroskopie, infračervená spektroskopie, Ramanova spektroskopie). Pokročilé metody analýzy povrchu - spektroskopie Augerovými elektrony, fotoelektronová spektroskopie, hmotnostní spektroskopie sekundárních iontů. Metody analýzy fázového složení založené na difrakci záření - difrakce rentgenového záření, elektronová difrakce a difrakce zpětně odražených elektronů