電雙層

當金屬電極與電解質（如細胞外液）接觸時，電荷會在介面重新分布形成電雙層：金屬上的一層電荷由溶液中結構化的反離子層所平衡。經典模型逐步精緻化——亥姆霍茲模型（如剛性電容般的離子平面）、Gouy-Chapman 模型（受熱擾動的擴散離子雲）與 Stern 模型（緊密內層加擴散外層）——它們共同解釋了介面為何主要表現為一個電容，即雙層電容，其值通常為每平方公分實際（微觀）面積數十微法拉。

雙層正是小電極具高阻抗的原因：電容隨面積縮放，因此為提升空間選擇性而縮小接點，會提高其介面阻抗與熱雜訊。這也是為何能增加有效表面積的塗層（粗化、奈米結構化、導電高分子）可在不擴大幾何足跡的情況下降低阻抗。非電容性地跨越雙層的電荷則以法拉第反應進行，對記錄而言應盡量減少，對刺激而言則必須加以控制。