Nanoteknoloji
Araçlar ve teknikler

Birkaç önemli modern gelişme vardır. Atomik kuvvet mikroskobu ve taramalı tünelleme mikroskobu, nanoteknolojiyi başlatan tarama sondalarının ilk versiyonlarıdır. Başka taramalı sondalı mikroskopi türleri de vardır. Kavramsal olarak Marvin Minsky tarafından 1961'de geliştirilen taramalı eşodaklı mikroskoba ve Calvin Quate ve arkadaşları tarafından 1970'lerde geliştirilen taramalı akustik mikroskoba benzemesine rağmen, daha yeni taramalı sondalı mikroskoplar çözünürlüğe sahiptir. Çünkü bunlar, sesin ve ışığın dalga boyu tarafından kısıtlanmamaktadır.
Taramalı sondanın ucu nanoyapıların kontrolü (konumsal birleşim denilen aşama) için de kullanılabilir. Rostislav Lapshin tarafından öne sürülen özellik odaklı tarama yöntemi, bu nanokontrolleri otomatik şekilde uygulamanın umut vadeden bir yolu gibi gözükmektedir. Bununla birlikte, bu yol mikroskobun düşük tarama hızı nedeniyle hâlâ yavaş bir süreçtir.
Optik litografi, X-ray litografi, daldırma kalem nanolitografi, elektron demeti litografisi veya nanodamga litografi gibi çeşitli nanolitografi teknikleri de geliştirildi. Litografi, yığın maddenin büyüklüğünün nano-ölçek biçime azaltıldığı bir yukarıdan aşağı üretim tekniğidir.
Bir diğer nanoteknolojik teknikler grubu; nanotüplerin ve nanotellerin üretiminde kullanılan teknikleri, derin ultraviyole litografi, elektron ışın litografi, odaklanmış iyon demeti işleme, nanodamga litografi, atomik tabaka çökeltme ve moleküler buhar biriktirme tekniklerini ve di-blok eşpolimerlerini çalıştıran moleküler özbirleşim teknikleri gibi yarı iletken üretiminde kullanılan teknikleri içerir. Bu tekniklerin öncüleri nanoteknolojik dönemin önünü çekmişlerdir. Ayrıca nanoteknoloji araştırmalarının sonuçları olan ve sadece nanoteknoloji yaratmak amacı ile oluşturulan tekniklerin değil, bilimsel gelişmelerin uzantılarıdır.
Yukarıdan aşağı yaklaşımı, imal edilmiş maddelerin yapıldığı gibi, nanoaygıtların aşamalarla parça parça üretilmesi gerektiğini öngörür. Taramalı sondalı mikroskop nanomateryallerin sentezi ve tanımı için önemli bir tekniktir. Atomik kuvvet mikroskopları ve taramalı tünelleme mikroskopları yüzeyleri incelemek ve atomları hareket ettirmek için kullanılabilir. Bu mikroskoplar için farklı uçlar tasarlanarak, kendiliğinden kurulan yapılara yön vermek ve yüzeylerde yapılar oluşturmak için kullanılabilirler. Örneğin; özellik odaklı taramalı yaklaşım kullanılarak taramalı sondalı mikroskop tekniği ile atom veya moleküller hareket ettirilebilir. Şu anda, bu toplu üretim için çok pahalı ve zaman alıcı bir şeydir, ama laboratuvar deneyleri için çok uygundur.
Aşağıdan yukarı teknikleri, yukarıdan aşağının aksine, adım adım daha büyük yapılar oluşturur. Bu teknikler; kimyasal sentez, öz toplanma ve konumsal toplanmayı içerir. Dual kutuplaşma interferometri kendinden monteli ince filmlerin tanımı için uygun bir araçtır. Aşağıdan yukarı yaklaşımının bir diğer çeşidi moleküler ışın epitaksisidir. Bell Telephone Laboratuvarları'ndaki John R. Arthur, Alfred Y. Cho ve Art C. Gossard gibi araştırmacılar, 1960'ların sonlarında ve 1970'lerde moleküler ışın epitaksisini bir araştırma aracı olarak uyguladılar ve geliştirdiler. Moleküler ışın epitaksisi tarafından yapılan örnekler, kesirli kuantum Hall etkisinin keşfinin anahtarıdır. Kesirli kuantum Hall etkisi için 1998'de fizik alanında Nobel Ödülü verilmiştir. Moleküler ışın epitaksisi, bilim adamlarının atomların atomik olarak hassas tabakalarından vazgeçip karmaşık yapılar oluşturmalarını sağlar. Moleküler ışın epitaksi ayrıca yarı iletkenler üzerine araştırmalar için önemlidir. Ayrıca yeni oluşan spintronik için aygıtlar ve örnekler yapmak için yaygın bir şekilde kullanılır.
Bununla beraber, hassas nanomateryallere dayalı yeni terapik ürünler (örneğin; strese duyarlı taşıyıcı kesecikler) gelişmektedir ve bazı ülkelerde çoktan insan kullanımı için onaylanmıştır.