物理学科注重与化学、材料科学、工程科学交叉融合，逐步构建了理论物理、凝聚态物理、光学、原子与分子物理四个学科方向，取得一系列成果，学科影响力日益彰显。物理学科在第五轮学科评估中，实现进位升级，入选黑龙江省国内一流学科培育学科。近五年，学科承担各类项目73项，其中国家级项目15项，省部级项目32项；获中国发明创业奖创新奖二等奖、省高校科学技术成果一等奖各1项；发表SCI论文382篇，ESI高被引论文23篇，中科院二区以上论文230篇，其中部分代表性成果发表在Physics Review Letters、Nature Communcations等国际顶级期刊上，实现哈尔滨师范大学和省属高校物理学科在以上期刊发表论文零的突破。以物理学科作为主要支撑的材料科学学科，化学学科分别进入ESI前1%排名，工程科学学科ESI前1%接近度已达70%，材料科学与工程学科进入“软科世界一流学科排名”。学科近五年从吉林大学等高校全职引进教授2人，从清华大学等高校引进优秀博士后、博士17人，柔性引进新加坡两院院士、国家杰青等4人，培养国务院政府特殊津贴专家、省杰青、省教学名师各1人、省优青4人，培育1人入围龙江学者特聘教授计划，1个团队入围龙江战略科学家头雁支持计划，2个团队入围龙江科技英才春雁支持计划。学科依托并持续建设光电带隙材料教育部重点实验室、先进功能材料与激发态省重点实验室、低维体系与介观物理省重点实验室以及省实验教学示范中心4个教学科研平台，以立德树人为根本，优化多学科交叉和科教融合的学科课程体系，将大类培养与学生个性化发展相结合，探索物理基础学科拔尖创新人才培养模式。近五年培养硕士生355人、博士生43人，其中毕业的12名博士中9人留在本省高校从事教学科研工作，在提升东北地区物理学研究与人才培养水平，服务龙江振兴发展方面发挥着重要的学科平台作用。
学科方向：
凝聚态物理：
该方向依托光电带隙材料教育部重点实验室，围绕纳米材料设计、合成、性质优化及器件制作这一主线，在清洁能源材料物理机制、绿色污染处理技术以及高效能量转换和存储等国际前沿领域开展研究，系列创新性成果发表在Nature Communications、Advanced Materials等国际知名期刊上。如在实现颜色选择性光谱探测能力光电探测器方面的研究工作，被美国材料研究学会会士、香港浸会大学知名教授朱福荣教授评述为：“李林等人实现的可电切换色彩选择性光探测对于高分辨率人工视觉和全彩色成像的发展具有非常重要意义。”
光学：
该方向依托光电带隙材料教育部重点实验室，研究光场与物质相互作用的新物理、新效应和新应用等关键科学问题。着重研究光子晶体、表面等离激元、光学微腔、超材料与超表面等纳微结构调控光场的产生、传输与操控等。取得的一系列原创成果发表在Physical Review B、Optics Express等国际知名物理学期刊上。如理论上首次预测层状材料中存在“幽灵”表面极化子，并被Nature上的实验数据验证。
理论物理：
该方向依托低维体系与介观物理省重点实验室，围绕低维纳米材料结构、性质及应用等关键科学问题开展研究。系统探索光电带隙材料的微观结构、电子输运性质、界面性能及极端条件下含氢材料的核量子效应，致力于发现其诱发的新现象，及其与压强、温度、缺陷等协同影响含氢材料结构与物性的规律，取得的一系列原创成果发表在Physical Review Letters、Nature Communications、Physical Review B等国际知名期刊上。如多氢化物超导理论相关研究成果已被Science Bulletin、Physical Review B等论文作为氢化物缺陷结构与质子扩散的典型范例引用。
原子与分子物理：
该方向依托先进功能材料与激发态省重点实验室，致力于镧系稀土离子4f壳层内部跃迁的类原子光谱和电荷迁移态分子光谱研究。近年来取得一系列创新性研究成果，发表在Journal of Luminescence、Sensors and Actuators: A. Physical等国际知名期刊上。如设计和制备的基于稀土离子4f-4f越迁发光和过渡族金属含氧酸盐电荷迁移态发光的纳米光学温度传感材料，在测温灵敏度、测温范围等性能上均达到了国际领先水平。
