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

據(jù)悉，催化劑是碳納米管可控生長的關(guān)鍵因素，研究人員在適宜于器件應用的碳納米管生長催化劑研究中發(fā)展了銅和鉛兩種生長單壁碳納米管的新催化劑，與國內(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，實現(xiàn)了陣列的方便、可靠、批量制備，NatureCHINA網(wǎng)站曾以“Nanotubes: 內(nèi)容來自123456
Slowly but Surely”為題進行了報道。通過氣流的導向作用還實現(xiàn)了碳納米管生長方向的靈活控制，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)可控生長無疑是納米管生長研究中最富挑戰(zhàn)性的問題。北京大學的課題組還與杜克大學課題組合作，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)筑場效應晶體管及其它器件的高純度的半導體性單壁碳納米管。