碳納米管的可控制備是目前碳基電子學(xué)發(fā)展中亟待解決的瓶頸問題，國(guó)際半導(dǎo)體路線圖委員會(huì)2009年所提出的碳納米管基電子學(xué)發(fā)展中的五大挑戰(zhàn)中的前兩個(gè)挑戰(zhàn)分別是碳納米管的性質(zhì)可控生長(zhǎng)和方向、位置的可控生長(zhǎng)。針對(duì)困擾碳基電子學(xué)發(fā)展的這一基礎(chǔ)與核心問題，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院李彥教授課題組近年來開展了系統(tǒng)深入的研究工作，取得了一系列的進(jìn)展和突破。

    據(jù)悉，催化劑是碳納米管可控生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素，研究人員在適宜于器件應(yīng)用的碳納米管生長(zhǎng)催化劑研究中發(fā)展了銅和鉛兩種生長(zhǎng)單壁碳納米管的新催化劑，與國(guó)內(nèi)外合作者開展的器件方面的合作研究表明這兩種催化劑制備出的單壁碳納米管構(gòu)筑的器件具有優(yōu)異的性能。

    在方向可控的制備方面，他們發(fā)展了超低氣流量的單壁碳納米管陣列制備方法，實(shí)現(xiàn)了陣列的方便、可靠、批量制備，NatureCHINA網(wǎng)站曾以“Nanotubes: Slowly but Surely”為題進(jìn)行了報(bào)道。通過氣流的導(dǎo)向作用還實(shí)現(xiàn)了碳納米管生長(zhǎng)方向的靈活控制，可控地獲得了各種非直線型單壁碳納米管陣列。

    單壁碳納米管的性質(zhì)可控生長(zhǎng)無(wú)疑是納米管生長(zhǎng)研究中最富挑戰(zhàn)性的問題。北京大學(xué)的課題組還與杜克大學(xué)課題組合作，利用基底晶格的控制作用并通過合適碳源的選擇，在石英基底上獲得了適合于構(gòu)筑場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其它器件的高純度的半導(dǎo)體性單壁碳納米管。