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如今，消费者要求电子产品更小、更轻、更便宜、功能更强大、运行时间更长。 为了解决这些相互冲突的的需求，研究人员需要开发新材料，使现有设备小型化并提高设备效率。 人们努力降低功耗并提高设备密度和性能，推动了对具有高载流子迁移率的石墨烯和其他二维 (2-D) 固体及有机半导体和纳米级设备的研究。

基于新型电解质和电极材料的高效电池对延长设备工作时间至关重要。 人们还正在研究中旨在使下一代电动汽车更高效更经济的先进燃料电池技术。 对更环保的发电解决方案的渴望促进了对高温超导体及功率转换过程所需功率半导体的研究。 砷化镓 (GaAs) 和碳化硅 (SiC) 等材料对未来的电力传输技术至关重要。 材料研究也是提高太阳能电池的转换效率和功率输出的关键。 要提高激光二极管的效率以增强数据传输能力，必须研究新的材料和结构。

超灵敏测量（从测量飞秒级泄漏电流到用于评估高载流子迁移率材料的电阻率的微欧姆级电阻测量）是材料表征应用中的核心。 另一方面，要表征新的绝缘体，往往需要进行垓欧级测量。 在 0°K 附近进行的超导体或纳米材料研究需要降低施加的功率水平以防止自热（自热会影响设备或材料的响应或损坏）。 这就要求发出非常低的直流电流或电流脉冲。

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