走査プローブリソグラフィー

機械式走査プローブリソグラフィー（m-SPL）は、熱を加えないトップダウン方式のナノ加工またはナノスクラッチング^{[ 4 ]です。 [ 5 ]}熱機械式SPLは、熱と機械力を組み合わせて使用​​します。例えば、ミリピードメモリにおけるポリマーの圧痕形成などです。

熱走査プローブリソグラフィー（t-SPL）は、加熱可能な走査プローブを使用して、大きな機械的力を加えることなく表面から効率的に材料を除去します。パターニングの深さを制御することで、高解像度の3D構造を作成できます。^{[ 6 ] [ 7 ]}

熱化学走査プローブリソグラフィー（tc-SPL）または熱化学ナノリソグラフィー（TCNL）は、走査プローブの先端を使用して熱活性化化学反応を誘発し、表面の化学機能または相を変化させます。このような熱活性化反応は 、タンパク質^{[ 8 ]} 、有機半導体^{[ 9 ]} 、エレクトロルミネセンス共役ポリマー[10]、^{ナノリボン抵抗器}[ 11 ^]で実証されています。さらに、官能基の脱保護^{[ 12 ]}（場合によっては温度勾配^{[ 13 ]}を伴う）、酸化物の還元^{[ 14 ]} 、圧電/強誘電体セラミックスの結晶化^{[ 15 ]}も実証されています。

ディップペン走査プローブリソグラフィー（dp-SPL）またはディップペンナノリソグラフィー（DPN）は、拡散に基づく走査プローブリソグラフィー技術であり、さまざまな液体インクを堆積させることで、さまざまな物質上にパターンを作成するために先端が使用されます。^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}熱ディップペン走査プローブリソグラフィーまたは熱ディップペンナノリソグラフィー（TDPN）は、使用可能なインクを固体に拡張し、プローブを予熱すると液体の状態で堆積させることができます。^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}

酸化走査プローブリソグラフィー（o-SPL）は、局所酸化ナノリソグラフィー（LON）、走査プローブ酸化、ナノ酸化、局所陽極酸化、AFM酸化リソグラフィーとも呼ばれ、酸化反応の空間的閉じ込めに基づいています。^{[ 22 ] [ 23 ]}

バイアス誘起走査プローブリソグラフィー（b-SPL）は、プローブ先端とサンプルの間に電圧を印加したときにプローブ先端の先端で生成される高電界を利用して、さまざまな化学反応を促進および閉じ込め、ガス^{[ 24 ]}または液体^{[ 2 ] [ 25 ]}を分解して、表面に材料を局所的に堆積および成長させます。

電流誘起走査プローブリソグラフィー（c-SPL）では、b-SPLの高電界に加えて、SPMチップから放出される集束電子電流も、ポリマー^{[ 26 ]や分子ガラス[ 27 ]}などのナノパターンを作成するために使用されます。

磁化パターンを強磁性構造に書き込むためのさまざまな走査プローブ技術が開発されており、これらはしばしば磁気SPL技術と呼ばれています。熱アシスト磁気走査プローブリソグラフィー（tam-SPL）^{[ 28 ]}は、加熱可能な走査プローブを使用して、外部磁場の存在下で交換バイアスされた強磁性層の領域を局所的に加熱および冷却することによって動作します。これにより、露出した領域のヒステリシスループがシフトし、露出していない領域とは異なる方向に磁化が固定されます。固定された領域は、冷却後に外部磁場の存在下でも安定するため、強磁性層の磁化に任意のナノパターンを書き込むことができます。

人工スピンアイスなどの相互作用する強磁性ナノアイランドのアレイでは、走査プローブ技術を使用して、個々のアイランドの磁化を局所的に反転させることにより、任意の磁気パターンを書き込んできました。トポロジカル欠陥駆動磁気書き込み（TMW）^{[ 29 ]}は、磁化された走査プローブの双極子場を使用して、個々の強磁性アイランドの磁化場にトポロジカル欠陥を誘起します。これらのトポロジカル欠陥はアイランドの端と相互作用して消滅し、磁化が反転した状態になります。このような磁気パターンを書き込むもう1つの方法は、磁場アシスト磁気力顕微鏡パターニング^{[ 30 ]}です。これは、ナノアイランドのスイッチング磁場よりわずかに低い外部磁場を印加し、磁化された走査プローブを使用して、選択したアイランドの磁化を反転させるのに必要な磁場強度よりも局所的に磁場強度を上げるものです。

界面ジャロシンスキー・守谷相互作用によって磁気スキルミオンと呼ばれる磁気構造が安定化される磁気システムでは、走査プローブ磁気ナノリソグラフィーがスキルミオンおよびスキルミオン格子の直接書き込みに用いられてきた。^{[ 31 ] [ 32 ]}