本研究の目的は、原子間力顕微鏡法(AFM)を応用して新たに表面原子の振動状態や電荷分布を高感度に測定する技術を開発し、表面上の局所的な物性状態（結合弾性状態、電荷秩序分布）を明らかにすることである。
本研究では先ず、原子の振動状態を高感度にサブ原子スケールで捉えるために、探針－試料表面間に働く相互作用力を3次元ベクトルで空間的な分布を取得できる技術を世界で初めて確立した。この研究成果は国際的に著名な学術誌(Nature Physics)に掲載された。
また、固体表面電荷分布やその変化を捉えるための新しい電荷計測技術を開発し、表面弾性状態と表面電荷分布を同時測定することを可能とした。