当代研究人员必须测量极小的电流、电压的材料与器件的特性。比如纳米线、纳米管、半导体、金属、超导体和绝缘材料的电阻与伏安特性测量。许多这种应用中，为了避免测试对象的温升，必须保持很低的外加功率。这是因为（1）测试对象很小，其温度可能因微小的外加能量而显著上升；或者（2）测试对象在绝对零度附近进行测试，毫瓦级别的温升也不可接受。即使外加功率不成问题，但由于极高或极低的电阻，使得测量到的电压或电流也相当低。
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