.在很低的溫度，由于熱擾動強度降低，在某些固體中出現(xiàn)宏觀量子現(xiàn)象。其中最重要的是開默林-昂內(nèi)斯在1911年發(fā)現(xiàn)金屬汞在4.2K具有超導(dǎo)電性現(xiàn)象，邁斯納和奧克森菲爾德在1933年又發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體具有完全的抗磁性。以這些現(xiàn)象為基礎(chǔ)，30年代人們建立了超導(dǎo)體的電動力學(xué)和熱力學(xué)的理論。
.后來，倫敦在1946年敏銳地提出超導(dǎo)電性是宏觀的量子現(xiàn)象，并預(yù)言磁通是量子化的。1961年果真在實驗上發(fā)現(xiàn)了磁通量子，實驗值為倫敦預(yù)計值的一半，正好驗證了庫珀提出的電子配對的概念。弗羅利希在1950年提出超導(dǎo)電性來源于金屬中電子和點陣波的耦合，并預(yù)言存在同位素效應(yīng)，同年得到實驗證實。
 1957年巴丁、庫珀和施里弗成功地提出超導(dǎo)微觀理論，即有名的BCS理論。50年代蘇聯(lián)學(xué)者京茨堡、朗道、阿布里考索夫、戈科夫建立并論證了超導(dǎo)態(tài)宏觀波函數(shù)應(yīng)滿足的方程組，并由此導(dǎo)出第二類超導(dǎo)體的基本特性。繼江崎玲於奈在1957年發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體中的隧道效應(yīng)之后，加埃沃于1960年發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體的單電子隧道效應(yīng)，由此效應(yīng)可求得超導(dǎo)體的重要的信息。不久，約瑟夫森在1962年預(yù)言了庫珀對也有隧道效應(yīng)，幾個月之后果然實驗證實了。從此開拓了超導(dǎo)宏觀量子干涉現(xiàn)象及其應(yīng)用的新領(lǐng)域。
.固體磁性是一個有很久歷史的研究領(lǐng)域。抗磁性是物質(zhì)的通性，來源于在磁場中電子的軌道運動的變化。從20世紀(jì)初至30年代，經(jīng)過許多學(xué)者努力建立了抗磁性的基本理論。范扶累克在1932年證明在某些抗磁分子中會出現(xiàn)順磁性；朗道在1930年證明導(dǎo)體中傳導(dǎo)電子的非局域的軌道運動也產(chǎn)生抗磁性，這是量子的效應(yīng)；居里在1895年測定了順磁體磁化率的溫度關(guān)系，朗之萬在1905年給出順磁性的經(jīng)典統(tǒng)計理論，得出居里定律。順磁性的量子理論連同大量的實驗研究，導(dǎo)致順磁鹽絕熱去磁致冷技術(shù)出現(xiàn)，電子順磁共振技術(shù)和微波激射放大器的發(fā)明，以及固體波譜學(xué)的建立。
.在固體物理學(xué)中相變占有重要地位。它涉及熔化、凝聚、凝固、晶體生長、蒸發(fā)、相干衡、相變動力學(xué)、臨界現(xiàn)象等，19世紀(jì)吉布斯研究了相平衡的熱力學(xué)。后來厄任費斯脫在1933年對各種相變作了分類。60年代以后，人們對發(fā)生相變點的臨界現(xiàn)象做了大量研究，總結(jié)出標(biāo)度律和普適性。卡達諾夫在1966年指出在臨界點粒子之間的關(guān)聯(lián)效應(yīng)起重要作用。威耳遜在1971年采用量子場論中重正化群方法，論證了臨界現(xiàn)象的標(biāo)度律和普適性，并計算了臨界指數(shù)，取得成功。
.晶體或多或少都存在各種雜質(zhì)和缺陷，它們對固體的物性，以及功能材料的技術(shù)性能都起重要的作用。半導(dǎo)體的電學(xué)、發(fā)光學(xué)等性質(zhì)依賴于其中的雜質(zhì)和缺陷；大規(guī)模集成電路的工藝中控制和利用雜質(zhì)及缺陷是極為重要的。貝特在1929年用群論方法分析晶體中雜質(zhì)離子的電子能級的分裂，開辟了晶體場的新領(lǐng)域。數(shù)十年來在這領(lǐng)域積累了大量的研究成果，為順磁共振技術(shù)、微波激射放大器、固體激光器的出現(xiàn)準(zhǔn)備了基礎(chǔ)。
.硬鐵磁體、硬超導(dǎo)體、高強度金屬等材料的功能雖然很不同，但其技術(shù)性能之所以強或硬，卻都依賴于材料中一種缺陷的運動。在硬鐵磁體中這缺陷是磁疇壁，在超導(dǎo)體中它是量子磁通線，在高強度金屬中它是位錯線，采取適當(dāng)工藝使這些缺陷在材料的微結(jié)構(gòu)上被釘住不動，有益于提高其技術(shù)性能。
高分辨電子顯微術(shù)正促使人們在更深的層次上來研究雜質(zhì)、缺陷和它們的復(fù)合物。電子順磁共振、穆斯堡爾效應(yīng)、正電子堙沒技術(shù)等已成為研究雜質(zhì)和缺陷的有力手段。在理論上借助于拓?fù)鋵W(xué)和非線性方程的解，正為缺陷的研究開辟新的方向。
.從60年代起，人們開始在超高真空條件下研究晶體表面的本征特性，以及吸附過程等通過粒子束(光束、電子束、高子束或原子束)和外場(溫度、電場或磁場)與表面的相互作用，獲得有關(guān)表面的原子結(jié)構(gòu)、吸附物特征、表面電子態(tài)以及表面元激發(fā)等信息，加上表面的理論研究，形成表面物理學(xué)。
.同體內(nèi)相比，晶體表面具有獨特的結(jié)構(gòu)和物理、化學(xué)性質(zhì)。這是由于表面原子所處的環(huán)境同體內(nèi)原子不一樣，在表面幾個原子層的范圍，表面的組分和原子排列形成的二維結(jié)構(gòu)都同體內(nèi)與之平行的晶面不一樣的緣故。表面微觀粒子所處的勢場同體內(nèi)不一樣，因而形成獨具特征的表面粒子的運動狀態(tài)，限制粒子只能在表面層內(nèi)運動并具有相應(yīng)的本征能量，它們的行為對表面的物理、化學(xué)性質(zhì)起重要作用。