如今，消費者要求電子產品更小、更輕、更便宜、功能更強大、運行時間更長。 為了解決這些相互沖突的的需求，研究人員需要開發新材料，使現有設備小型化并提高設備效率。 人們努力降低功耗并提高設備密度和性能，推動了對具有高載流子遷移率的石墨烯和其他二維 (2-D) 固體及有機半導體和納米級設備的研究。

基于新型電解質和電極材料的高效電池對延長設備工作時間至關重要。 人們還正在研究中旨在使下一代電動汽車更高效更經濟的先進燃料電池技術。 對更環保的發電解決方案的渴望促進了對高溫超導體及功率轉換過程所需功率半導體的研究。 砷化鎵 (GaAs) 和碳化硅 (SiC) 等材料對未來的電力傳輸技術至關重要。 材料研究也是提高太陽能電池的轉換效率和功率輸出的關鍵。 要提高激光二極管的效率以增強數據傳輸能力，必須研究新的材料和結構。

超靈敏測量（從測量飛秒級泄漏電流到用于評估高載流子遷移率材料的電阻率的微歐姆級電阻測量）是材料表征應用中的核心。 另一方面，要表征新的絕緣體，往往需要進行垓歐級測量。 在 0°K 附近進行的超導體或納米材料研究需要降低施加的功率水平以防止自熱（自熱會影響設備或材料的響應或損壞）。 這就要求發出非常低的直流電流或電流脈沖。

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