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碳纳米管的研究自发现以来已走过20 多年的历史并取得了重大的进展。尽管如此，单壁碳纳米管的结构精确控制生长仍是目前的研究难点，也是限制其应用的瓶颈问题之一。本文将从三个方面介绍我们近几年发展起来的单壁碳纳米管的结构控制生长方法。首先，在深入分析碳纳米管生长过程的基础上，提出了通过控制外场扰动单壁碳纳米管的生长过程，发展了温度扰动的温度阶跃法和紫外光原位辐射法生长单壁碳纳米管，实现了管径的控制和金属性与半导体性碳纳米管的选择性生长。然后，在深入分析碳纳米管成核生长机理的基础上，提出了“克隆生长法”和“端帽工程法”两种碳基催化剂生长单壁碳纳米管的方法，取得了单壁碳纳米管手性控制生长的突破性进展。第三，在深入分析单壁碳纳米管表面定向生长机理的基础上，提出了晶格-气流协同的定向生长思路，实现了高密度单壁碳纳米管交叉阵列、具有全同手性的蛇形碳纳米管阵列和长度可控的单壁碳纳米管阵列的控制生长。