碳纳米管（CNTs）具有优越的电学性能,在电子器件的制备方面有广阔的应用前景。化学气相沉积法（CVD）能够在基底上直接得到碳纳米管阵列,具有程序简单、产物纯度较高的优点。采用 CVD 法制备碳纳米管时,碳管的生长具有选择性,一般认为碳纳米管倾向于在 SiO₂和过渡族金属如 Fe、Co、Ni 的表面生长,而不能在 Si、Au 上生长。这种选择性生长现象成为在图形化基底上沉积一、二、三维碳纳米管阵列的重要前提。在这样的背景下,本论文选择了碳纳米管在不同性质的基底上的生长现象、实验条件控制及机制探讨作为研究的主要内容。本文首先研究了在 SiO2 基底上制备亚微米级α -Fe₂O₃ 圆形阵列和纳米级γ-Fe₂O₃ 线的方法,并探讨了反应条件参数对产物形貌和结构的影响。之后分别研究了碳纳米管在 Si 基底以及图形化的 Fe/Si、Au/Si 基底上的生长情况。在 Fe/Si 基底上,根据反应条件的不同,分别得到碳纳米管和非晶碳棒;在过去被认为不支持碳纳米管生长的 Si 和 Au 基底上,通过对反应动力学条件的控制得到了垂直于基底表面生长的准直碳纳米管阵列。研究发现,动力学条件的改变没有在本质上改变碳纳米管的生长对基底的选择性。另外,Si 与 Au 在一般 CVD 条件下不支持碳纳米管生长的原因是不同的。在本研究中,对于 Si 来说控制反应动力学的主要目的在于扼制催化剂与基底的反应以保持催化剂的活性,而对于 Au 则在于利用并控制 Au 的挥发与碳纳米管生长的相互关系。