Dagens forbrugere kræver mindre, lettere, billigere og mere dygtige elektronik end nogensinde før med en stadig længere driftstider. For at imødekomme disse modstridende krav er forskere nødt til at udvikle nye materialer, miniaturisere eksisterende enheder og forbedre enhedens effektivitet. Bestræbelserne på at øge enhedstætheden og ydeevnen, mens man reducerer strømforbruget, har ført til forskning i grafen og andre to-dimensionelle (2-D) faste stoffer med høj bærermobilitet samt organiske halvledere og nano-skala-enheder.

Batterier med høj effektivitet baseret på nye elektrolyt- og elektrodematerialer vil være kritiske for at udvide driftstiderne. Avancerede brændselscelleteknologier designet til at gøre den næste generation af elektriske køretøjer mere effektive og overkommelige undersøges også. Ønsket om grønnere kraftproduktionsløsninger ansporer efterforskning af superledere af højere temperaturer og de magtfulde halvledere, der er vigtige for strømkonvertering. Materialer som Gallium Arsenide (GAAS) og siliciumcarbid (SIC) vil være afgørende for fremtidige kraftoverførselsteknologier. Materialerforskning er også centralt for at øge konverteringseffektiviteten og effekten af ​​solceller. At øge effektiviteten af ​​laserdioder for at øge datatransmissionskapaciteten kræver at studere nye materialer og strukturer.

Ultra-følsomme målinger er centrale for materialekarakterisering, fra måling af femtoamp-niveau lækage strømme til mikro-OHM-niveau modstandsmålinger til vurdering af resistiviteten af ​​høje bærermobilitetsmaterialer. I den anden ende af skalaen indebærer karakterisering af de nyeste isolatorer ofte teraohm -målinger. Superconductor- eller nanomaterialsundersøgelser udført på næsten 0⁰k kræver at reducere det anvendte effektniveau for at forhindre selvopvarmning, hvilket kan påvirke enhedens eller materialets respons eller skade det. Det kræver at købe meget lave DC -strømme eller aktuelle impulser.