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(duì)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(jí)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(duì)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(duì)更環(huán)保的發(fā)電解決方案的渴望促進(jìn)了對(duì)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(duì)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(jí)泄漏電流到用于評(píng)估高載流子遷移率材料的電阻率的微歐姆級(jí)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(jí)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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