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温稠密等离子体是介于凝聚态物质和等离子体之间的一种非平衡态。作为一种瞬态，温稠密等离子体不但具有和固态物质近似的密度和几个电子温度，还能保持原来物质的晶格结构不变。通过采用超短的远紫外或者其他x射线源辐照，可以将位于焦点区域的原子的大部分电子电离，从而产生具有几个电子伏温度的温稠密等离子体，并且保持原来固态物质晶格结构不发生变化。当飞秒远紫外激光脉冲辐照到单壁碳纳米管上时，碳纳米管中的碳原子内壳层电子能够被电离出来并且离子实并没有远离他们原来的位置，从而形成了具有碳纳米管微结构的温稠密等离子体。如果能够准确的描述温稠密等离子体，将会帮助我们理解微结构是如何在电离的过程中被破坏的。因此，研究具有微结构的温稠密等离子体的性质显得非常重要。
第一章中，我们主要介绍了温稠密等离子体的一些性质和研究进展，同时还介绍了单壁碳纳米管的研究背景。在第二章中，我们首先给出了单壁碳纳米管的π带紧束缚近似模型的的能带结构和电子态密度的详细地理论过程，我们还非常详细地给出了螺旋对称紧束缚近似模型的单壁碳纳米管的能带结构推导过程。
第三章中，我们采用螺旋对称紧束缚近似模型详细地研究了半金属性的单壁碳纳米管的电子属性。我们发现由碳纳米管的弯曲效应导致的π-σ电子态杂化能够使金属性碳纳米管的费米面附近的能带结构产生能隙，并且这种现象对于直径很小的锯齿型碳纳米管和手性碳纳米管会更加明显。能隙的大小随着碳纳米管的直径和手性角的变大而变小。我们还发现，扶手椅型的碳纳米管的能带结构是不存在这样的能隙。我们的计算结果和实验结果吻合的非常好。
第四章中，在考虑自旋轨道耦合作用的情况下，采用紧束缚近似螺旋对称模型研究了单壁碳纳米管的电子能带结构。研究发现：对于Armchair型单壁碳纳米管，自旋轨道耦合作用和弯曲效应共同导致了费米面Dirac点附近电子能带结构的能隙；对于Zigzag型和手性单壁碳纳米管，自旋轨道耦合作用使得电子最高占据态和最低未占据态产生能级劈裂，能级劈裂的大小不但与碳纳米管的直径和手性角密切相关，而且相对于费米面是不对称的；根据指数(n，m)可以将Zigzag型和手性单壁碳纳米管碳纳米管分为半金属性碳纳米管(v=0)、第一类半导体性碳纳米管(v=-1)和第二类半导体性碳纳米管(v=1)三类，并呈现出与光学跃迁能极其类似的族效应。计算研究结果可以比较好地解释实验结果。
第五章中，在考虑等离子体效应情况下，本章采用螺旋对称紧束缚近似模型计算了具有碳纳米管微结构的温稠密等离子体的能带结构。计算结构表明：库伦相互作用破坏了通常状态下的碳纳米管的能带结构的对称性和简并；具有微结构的温稠密等离子体能带结构的费米面要比通常状态下的碳纳米管的费米面大1个电子伏左右；具有微结构的温稠密等离子体的能级跃迁能几乎要比通常状态下的碳纳米管的能级跃迁能小。