纳米技术在更小尺度上研究和改造自然的发展也推动了显微技术的发展，以成像和控制纳米级结构。实现这一目标的最广泛使用的技术之一是扫描探针显微镜 (SPM)，其中探针在表面上扫描以构建具有原子分辨率的逐点图像。与经典的光学显微镜和电子束显微镜相比，这种类型的显微镜显示的细节远远超出光学分辨率极限（通常为数百纳米），并且还可以探测表面形貌，这导致了理解的范式转变。纳米尺度的物质。
扫描探针显微镜的发展始于 1981 年IBM 苏黎世研究实验室的Gerd Binnig和Heinrich Rohrer发明了扫描隧道显微镜，并于 1986 年为他们赢得了诺贝尔物理学奖。这一发现为整个 SPM 技术家族的发展奠定了基础，这些技术能够探测纳米级电子、机械、磁性、热和化学不容易通过光学手段检测到的特性。除了对纳米级表面进行成像外，这些扫描探针还可以用于操纵纳米级物质，例如将单个原子定位在表面上。在本文中，我们将首先关注 SPM 的两个最广泛使用的变体，即扫描隧道显微镜 (STM)和原子力显微镜 (AFM)，然后概述这些技术在特定应用中的一些更专业的变体。