如今，消費(fèi)者要求電子產(chǎn)品更小、更輕、更便宜、功能更強(qiáng)大、運(yùn)行時(shí)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(fā)新材料，使現(xiàn)有設(shè)備小型化并提高設(shè)備效率。 人們努力降低功耗并提高設(shè)備密度和性能，推動(dòng)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(jī)半導(dǎo)體和納米級設(shè)備的研究。

基于新型電解質(zhì)和電極材料的高效電池對延長設(shè)備工作時(shí)間至關(guān)重要。 人們還正在研究中旨在使下一代電動(dòng)汽車更高效更經(jīng)濟(jì)的先進(jìn)燃料電池技術(shù)。 對更環(huán)保的發(fā)電解決方案的渴望促進(jìn)了對高溫超導(dǎo)體及功率轉(zhuǎn)換過程所需功率半導(dǎo)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(shù)至關(guān)重要。 材料研究也是提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率和功率輸出的關(guān)鍵。 要提高激光二極管的效率以增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸能力，必須研究新的材料和結(jié)構(gòu)。

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(yīng)用中的核心。 另一方面，要表征新的絕緣體，往往需要進(jìn)行垓歐級測量。 在 0°K 附近進(jìn)行的超導(dǎo)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(huì)影響設(shè)備或材料的響應(yīng)或損壞）。 這就要求發(fā)出非常低的直流電流或電流脈沖。

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