纳米科学和纳米技术已成为现代研究中最令人兴奋和最具影响力的领域之一，对材料科学、生物医学工程和电子领域产生了巨大影响，重塑了我们的设计和技术使用方式[1]。这场革命的核心在于能够在纳米尺度上精确操控物质。一旦材料被加工到100纳米以下，它们就会展现出与其块状形式完全不同的特性。利用和开发这些独特特性使研究人员能够创造出曾经无法想象的设备和系统[2,3]。
对纳米科学的热爱不仅限于学术领域，而且具有很强的实用性。自1959年集成电路发明以来，对更小、更快、更强大技术的需求推动了制造方法的发展，使其达到了极限[4,5]。这一趋势从半导体研究扩展到了医学、光学和能源等多个领域。如今，纳米结构已成为高性能电子和数据存储、生物传感器[6]、药物输送系统[7]、抗菌涂层[8]以及组织再生支架[9]等应用的核心。纳米制造的每一次新进展都为更广泛的应用打开了大门，形成了一个不断加速的发现和创新循环。
在众多纳米材料中，金属纳米结构因其多功能性而脱颖而出。它们通过等离子体效应与光强烈相互作用，这使得它们在增强光学信号方面变得非常宝贵，从而实现了表面增强拉曼散射和先进传感平台等技术[[10], [11], [12]]。同时，它们的内在电子和催化性质促进了光催化[13]、气体传感[14,15]、单光子发射器[16]和半导体加工等应用的发展。然而，实现这些可能性取决于我们能否精确高效地构建纳米结构。多年来，已经开发出了多种制造技术，每种技术都有其优势和局限性。传统的自上而下的方法（如光刻[17]和电子束光刻（EBL）[18]）对于高分辨率图案化仍然不可或缺。例如，EBL极其精确，但受到成本和速度的限制，使其不适用于大规模生产[19]。另一方面，聚焦离子束光刻（FIB）可以直接写入复杂的三维特征，但它也面临设备要求高和产量有限的问题[19,20]。纳米压印光刻（NIL）提供了一种更具可扩展性的替代方案，能够以令人印象深刻的保真度复制纳米级特征，尽管在创建复杂的三维结构方面存在困难[21,22]。
为应对这些挑战，研究人员转向了新的方法，如双光子光刻（TPL）和双光子聚合[23]，这些方法可以制造出超出衍射极限的复杂独立纳米结构。其他非传统策略，包括微压印和基于探针的光刻技术，也在探索中，以降低成本并适应特殊需求。越来越多地，人们正在开发结合自上而下精确性与自下而上自组装的混合方法，以在准确性、可扩展性和经济性之间找到平衡[24,25]。
尽管取得了这些进展，该领域仍面临一个核心挑战：如何使纳米制造不仅精确，而且高效、可扩展且易于获取。应对这一挑战对于将纳米结构从实验室推向实际应用至关重要。对纳米级架构日益增长的需求确保了改进传统方法和开发全新制造策略的研究将继续处于纳米科学的前沿。因此，开发新的、更有效和多功能的纳米结构制造方法变得十分必要。
扫描探针光刻（SPL）是传统纳米制造方法的一个有效替代方案，它涵盖了一系列旨在克服成本、复杂性和效率限制的方法，适用于学术和工业领域。SPL的发展与扫描探针显微镜（SPM）的发展密切相关，始于1982年的扫描隧道显微镜（STM）和1986年的原子力显微镜（AFM）。特别是AFM通过探针-表面相互作用和激光-光电二极管反馈控制实现了原子级分辨率，成为纳米级操控的强大平台。更详细地说，由于其多功能性和准确性，AFM被广泛应用于学术和工业研究领域，可用于有机和无机样品的形态学和纳米力学表征[26], [27], [28]]。
SPL利用AFM的能力，通过同一探针直接对纳米结构进行图案化和表征，消除了额外的处理步骤，并在简单的环境条件下（如大气、液体和真空）操作[29,30]。过去几十年中，开发了多种SPL方法，包括局部阳极氧化（LAO）[31,32]、热[33], [34], [35]、电[32,36,37]、蘸笔[38], [39], [40]和机械光刻[28,41,42]。其中，机械SPL（m-SPL）作为一种特别有前景的方法最近出现，通过控制探针-样品界面施加的力实现了亚纳米级分辨率。此外，整合外部能源（如热或电场）扩大了材料范围并提高了制造质量。这些技术促进了多种纳米结构的创建，如纳米孔[43]、纳米沟槽[44]和类纳米柱结构[45]，为定制设备开发提供了新的途径。
本综述全面而及时地评估了机械扫描探针光刻技术的现状，重点关注近年来报告的进展。它批判性地审视了该技术的演变、其基本机制以及主要优势和当前局限。通过讨论代表性应用来说明其潜力和挑战，同时未来的前景突出了与互补能量辅助技术多模式整合所带来的机会。
