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单壁碳纳米管由于其独特的电学、力学等性能而受到广泛关注，成为科学研究的热点。同时，碳纳米管基电子器件方面的研究极大地推动了其在场发射、光电子器件、逻辑集成电路等方面潜在的应用。本论文主要集中在单壁碳纳米管的可控制备及其电性能性质研究。主要研究内容以及结论有以下六个方面：
1.利用化学气相沉积方法，常压下可控制备单壁碳纳米管。单壁碳纳米管的直径可以通过乙醇溶液的浓度来调控；另外，提出了一种基于盐酸处理，硝酸回流和空气氧化的综合提纯方案，最终可以获得98％以上纯度的单壁碳纳米管。
2.为了调控碳纳米管的能带，我们采用乙二胺作为碳和氮源，制备出了大规模的具有超大空腔的氮掺杂碳纳米管。碳纳米管中超大的空腔使得其外直径比壁厚大10倍以上。电性能分析表明，具有超大空腔的氮掺杂碳纳米管比普通氮掺杂碳纳米管有更小的室温电阻。
3.系统地研究了电弧法制备单壁碳纳米管的工艺条件，并且利用电弧设备，采用含氮的有机化合物(三聚氰胺和尿素等)作为氮源，直接大规模制备氮掺杂的单壁碳纳米管，所获得产物纯度较高。
4.系统地比较了具有微小差别的碳源对生长单壁碳纳米管的影响。结果表明，随着一元醇碳源中碳氧比的增加，金属性单壁碳纳米管可以被富集。我们认为羟基自由基刻蚀与无定形碳的保护地协调作用是富集的主要原因。
5.通过一个多步纯化方法和原创设计的蒸气发生器，优化了单壁碳纳米管薄膜的导电性。同时，结合化学改性方法，制造具有夹层结构的单壁碳纳米管薄膜。最终优化的单壁碳纳米管薄膜应用到有机发光二极管中，获得的最大亮度为1992 cd/m2，电流效率为1.19 cd/A.的器件结果，显示了单壁碳纳米管薄膜将在光电器件领域中有潜在的应用。
6.为了进一步提高单壁碳纳米管薄膜的导电性，结合配合化学的基本理论，我们提出了对电弧法制备单壁碳纳米管非破坏提纯的路线。结果表明，在导电性方面，基于我们的非破坏提纯路线获得的碳纳米管薄膜比普通酸处理提纯方法获得的薄膜有明显改善。