Das Institut für Angewandte Physik wurde im Jahre 1946 gegründet und bis 1974 von Prof. Dr. Eduard Justi als Institutsdirektor geleitet. Schon in den Anfangsjahren des Instituts waren viele der Forschungsarbeiten sehr stark anwendungsorientiert. So wurden vielfältige Untersuchungen zum Leitungsmechanismus in Metallen und Halbleitern, über thermoelektrische Phänomene sowie zu Peltierelementen und Solarzellen durchgeführt. Nicht weit bekannt ist, daß Eduard Justi ein Pionier der heute hochaktuellen Brennstoffzellen-Technik war. Eine Initiative von Prof. Justi führte im Jahr 1972 zum Aufbau der damals einzigartigen Hochmagnetfeld-Anlage der TU Braunschweig.
Als Nachfolger von Prof. Justi übernahm im Jahr 1974 Prof. Dr. Wolfgang Gey die Leitung des Instituts. Sein Interesse galt vorwiegend Materialeigenschaften bei tiefen und tiefsten Temperaturen wie der Supraleitung in kristallinen und in stark gestörten Materialien. Untersuchungen in sehr hohen Magnetfeldern sowie bei hohem statischem Druck waren die Spezialität des Instituts. Daneben blieben in den Arbeitsgruppen von Prof. Dr. Günther Schneider und von Dr. Detlef Schneider Arbeiten zu Halbleitermaterialien für Solarzellen und zu Transporteigenschaften von Halbleitern aktuell.
Bis 2009 beschäftigte sich die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Andreas Eichler mit Materialeigenschaften von Metallen bei tiefen Temperaturen und hohem Druck, besonders bei intermetallischen Seltene-Erd-Verbindungen und sogenannten »Schweren-Fermionen-Systemen«. Von 2001 bis 2014 wurde von Prof. Dr. Georg Nachtwei das Arbeitsgebiet »Quantentransport in niederdimensionalen Halbleiterstrukturen« vertreten.
Seit 1999 ist Prof. Dr. Andreas Hangleiter der Leiter des Instituts. Die Haupt-Forschungsrichtung des Instituts orientiert sich seither wieder an der anwendungsorientierten Halbleiterphysik, besonders in Form von Mikro- und Nanostrukturen auf der Basis von III-V-Halbleitern für Anwendungen in der Optoelektronik, Elektronik und Sensorik.
Mit der Neuorientierung des Instituts seit 1999 ist auch ein massiver Ausbau der technologischen Einrichtungen verbunden. Der im Jahr 2001 in Betrieb genommene Reinraumbereich erlaubt die Herstellung von Halbleiter-Schichtstrukturen auf der Basis der Gruppe-III-Nitride mittels metallorganischer Gasphasenepitaxie. Mit Hilfe optischer Lithographie und durch Aufdampfen metallischer Kontakte können einfache Bauelementstrukturen demonstriert werden, deren Eigenschaften dann Gegenstand weiterer Untersuchungen sind. Neben vielfältigen Methoden der optischen Spektroskopie, auch mit hoher Zeitauflösung, hat sich die hochauflösende Mikroskopie mit dem Raster-Elektronenmikroskop, dem Raster-Kraftmikroskop und dem Raster-Nahfeldmikroskop als neuer zukunftsträchtiger Schwerpunkt etabliert. Die hochpräzise Messung der elektrischen Transporteigenschaften und der Bandstruktur von Halbleiterstrukturen auch in hohen Magnetfeldern rundet das Spektrum der experimentellen Möglichkeiten ab.
Im Jahr 2018 wurde Prof. Dr. Uta Schlickum an das Institut berufen. Mit ihrem Arbeitsgebiet "Nanosysteme" und den Methoden der Raster-Sonden-Mikroskopie rundet ihre Arbeitsgruppe das Themenspektrum des Instituts ab.
Die Forschungsarbeiten am Institut für Angewandte Physik decken ein weites Spektrum von der DFG-geförderten Grundlagenforschung bis zur direkten Zusammenarbeit mit der Industrie bei der Entwicklung und Optimierung optoelektronischer Bauelemente ab.