Исследованы электронно-атомные взаимодействия в дефектных структурах полупроводниковых кристаллов, керамики, металлополимеров. Выявлены взаимосвязи микро- и макросвойств твердотельных однофазных гетерогенных структур. Установлено, что атомы водорода играют каталитическую роль в процессах преципитации собственных дефектов в кремнии и обусловливают строго координированный рост кластеров междоузельных атомов или вакансий в зависимости от условий термообработки кристалла. Водород также обеспечивает стабильность кластеров и оказывает определяющее влияние на свойства электронной структуры.