Bezeichnet die quantitative Untersuchung von Diffusionsprozessen in Festkörpern, Pulvern oder Dünnschichten. Durch Kombination von Konzentrationsprofilen (z.B. mittels SIMS, EPMA) mit geeigneten Transportmodellen werden Diffusionskoeffizienten, Aktivierungsenergien, Mechanismen (Gitter-, Korngrenzen-, Defektdiffusion) und Tracerverhalten bestimmt. Dies ermöglicht das Verständnis von Legierungsbildung, Dotierungsprofilen, Phasenumwandlungen und der thermischen Stabilität mikro- und nanostrukturierter Werkstoffe.