隨著科技的發展，現今有越來越多奈米尺度的材料與裝置出現，範圍包含機電、材料、生醫以及能源等領域，由於在該尺度下材料或是裝置其離子、電子、電性性質與巨觀下相差甚遠，在奈米尺度下研究電雙層特性因此顯得日益重要，本創作目標為使用原子力顯微鏡，來測量固液界面上奈米尺度內之作用力轉為電雙層電位分布。
藉由原子力顯微鏡接觸設定中的力譜模式 (Spectroscopy mode)，來測量氯化鈉、氯化鎂電解液在鍍金矽晶圓與玻璃晶片的表面作用力，由探針之進曲線與退曲線分別判斷電雙層電位分布、與緊密層厚度。另外，現今常使用波松茲曼方程 (Poisson Boltzmann，PB) 與修正後波松茲曼方程 (Modified Poisson Boltzmann，MPB) 來描述固液界面上電雙層電位分布，本創作以多重物理耦合模擬軟體 (COMSOL)，分別以PB、MPB方程與原子力顯微鏡實驗得到的電位數值比對，藉此來評估原子力顯微鏡測量電雙層電位分布之合理性。
在表面作用力測量實驗中，分別在氯化鈉-鍍金矽晶圓、氯化鎂-鍍金矽晶圓、氯化鈉-玻璃晶片、氯化鎂-玻璃晶片上，發現到可能為緊密層厚度分別為0.779、0.784、0.751、0.684奈米，而在電雙層電位分布方面，界達電位在氯化鈉-鍍金矽晶圓、氯化鎂-鍍金矽晶圓、氯化鈉-玻璃晶片、氯化鎂-玻璃晶片依序為-33、-10、23、8毫伏特，與諸多文獻範圍一致。而在離子濃度與電位分布實驗中，分別在鈉、鎂離子濃度比為1:1、2:1、3:1、4:1、4:3、3:5中，與理論誤差值皆小於5%，值得注意的是在鈉、鎂濃度比為4:1時誤差高達8%，這或許是由於體積效應 (Steric effect) 導致，讓離子間有額外作用力而導致實驗誤差。
本創作分別測量表面經由CMP (Chemical Mechanical Planarization)處理後的鍍金矽晶圓與玻璃晶片，在氯化鈉、氯化鎂電解液表面作用力，成功的將表面作用力轉為電雙層電位分布，由模擬發現該方法的合理性，另外由電荷守恆波松茲曼方程我們可推得固液界面上一價、二價離子之濃度，該技術未來可應用在離子通道、微生物燃料電池、微流道表面電性等領域之測量。
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