Лаборатория квантовой наноспинтроники была создана по приказу директора Института (№ 12 от 05 февраля 2014 г.) в соответствии с решением о выделении гранта Правительства Российской Федерации для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых в российских образовательных учреждениях высшего профессионального образования, научных учреждениях государственных академий наук и государственных научных центрах Российской Федерации по теме: «Магнитные устройства нано-оптики с управляемыми потерями и шумами, функционирующие на микроволновых частотах» (проект №14.Z50.31.0025). Возглавил лабораторию гражданин Германии, профессор Института прикладной физики Мюнстерского университета, к.ф.-м.н. Сергей Олегович Демокритов. 9 июля 2014 года приказом директора института №78 был утвержден первоначальный коллектив исполнителей мегагранта в составе 28 человек. Все они были собраны из состава различных лабораторий института в соответствии с их научным профилем и предполагаемым направлением деятельности в рамках мегагранта. Непосредственно в штат новой лаборатории, созданной рамках гранта, первоначально вошли 11 человек. Кроме научных сотрудников, сюда вошли также инженеры и аспиранты. К концу третьего года штат лаборатории вырос до 14 человек. В 2014–2015 гг. были подготовлены служебные помещения для заведующего лабораторией, сотрудников и рабочие помещения для оборудования.

Основное направление исследований, проводимых в лаборатории, было связано с изучением прохождения микроволновых сигналов, созданных спиновыми волнами, в магнитных микро- и наноструктурах при инжекции спиновых токов. Также внимание уделялось тонкопленочным гибридным структурам, содержащим магнитные и немагнитные слои металлов и неметаллов, обладающими малыми потерями прохождения СВЧ-сигнала. Исследования магнитной динамики в гибридных микро- и наноструктурах стало возможным благодаря покупке институтом уникальной установки микро-фокусного Бриллюэновского рассеяния света на базе интерферометра Фабри-Перо компании JRS Instruments. Для стыковки с СВЧ-диапазоном был приобретен также волоконный терагерцовый спектрометр “FICO-2-EK”. В последующие годы приборная база лаборатории при поддержке ИФМ УрО РАН была значительно расширена.

В 2019 году штат лаборатории был увеличен до 30 сотрудников. Новым заведующим лабораторией назначен главный научный сотрудник, д.ф.-м.н. Миляев Михаил Анатольевич. В лабораторию был передан ряд технологических, аналитических установок и приборов, что значительно расширило ее экспериментальные возможности. Основные единицы оборудования, используемые в порядке текущей эксплуатации, перечислены на данном сайте лаборатории. В распоряжение лаборатории также были переданы многочисленные экспериментальные, технологические и офисные помещения. Число основных комнат в лаборатории к 2021 году увеличилось до 25. В их число входят комнаты гермитизационного модуля чистых помещений общей площадью около 250 м2.

Экспериментальные возможности лаборатории в настоящий момент позволяют: получать многослойные наноструктуры различных композиций методами прецизионного магнетронного распыления и молекулярно-лучевой эпитаксии, проводить исследования магнитных, магнитотранспортных, оптических и высокочастотных свойств массивных материалов, тонких пленок и многослойных наноструктур, получать детальную информацию о структуре слоев и интерфейсов, изучать рельеф поверхности, создавать методами литографии микрообъекты, необходимые для проведения различных исследований. В связи с расширением экспериментальных возможностей лаборатории изменились также и направления научных исследований. Значительное внимание уделяется синтезу различных наноструктур, обладающих уникальными свойствами, разработке современных магниточувствительных наноматериалов с эффектами гигантского и туннельного магнитосопротивления, разработке высокочувствительных магнитных сенсоров, изучению резонансных явлений в магнитных наноструктурах, исследованиям в области спинтроники. Одно из активно развиваемых в лаборатории направлений работ связано с теоретическими и экспериментальными исследованиями гальваномагнитных эффектов в проводящих киральных магнетиках и наноструктурах на их основе.