Doktorants izstrādā un sagatavo promocijas darbu, kas rezultātā var būt disertācija vai publicētu zinātnisko rakstu kopa. Zinātniskie pētījumi var būt eksperimentāli vai teorētiski materiālzinātnes nozarē vai materiālu fizikas apakšnozarēs un ir saistīt ar jaunu materiālu izstrādi un to īpašību izpēti, kā arī ar jaunu zināšanu ieguvi.