硅和锗是两种非常“古老”的半导体材料，它们已为人类社会的发展作出了巨大的贡献，目前超过 90%的集成电路和分立器件都是基于硅/锗基器件的。随着集成电路技术的持续发展，对高性能硅/锗基器件的需求还在持续增长。因此对硅/锗基器件、尤其是电子器件的研究仍有极大的空间。7 纳米技术节点以后的集成电路技术，将仍然主要依靠硅和锗基器件。此外，除了传统的场效应晶体管的应用，硅/锗基器件在光电子器件、甚至存储器件领域也已展示出一定的应用前景和潜力在 10 纳米以后很长时间的多个技术节点，虽然器件结构可能是 FinFET，GAA (gate-all-around)，NW（纳米线）和FDSOI (全耗尽型绝缘层上硅)中的一种，但是晶体管核心部分（沟道）的材料将仍然是硅、硅锗或锗。随着对器件性能要求的不断提高，器件特性的深层次实验和理论研究都变得越来越重要，其中涉及到器件和材料相关的诸多基础科学问题。比如：芯片中器件集成度和性能越来越高，这就意味着功率密度在急剧增加，单个器件乃至整个 芯片如何有效散热成了亟待解决的问题。此外，集成电路已处于高速（GHz）、新材料、新结构的时代，器件的电学特性也变得更为复杂