半導體材料碳納米管是將單層的碳原子薄片卷起形成的管狀材料，其中的電子可以比硅晶體管更輕松地轉移，實現更快速的數據傳輸，很早便被認為是制造下一代晶體管的理想材料。
碳納米管還具備很好的強度和柔性，可以用來制造柔性顯示器和電子設備，經得起拉伸與彎曲，讓電子設備能夠集成到衣服或其他可穿戴設備上。常用的碳納米管制備方法有電弧放電法、激光燒蝕法、化學氣相沉積法、固相熱解法、輝光放電法、氣體燃燒法及聚合反應合成法等。
電弧放電法
電弧放電法是生產碳納米管的主要方法，1991年，日本物理學家飯島澄男就是從電弧放電法生產的碳纖維中首次發現碳納米管的。
將石墨電極置于充滿氦氣或氬氣的反應容器中，在兩極之間激發出電弧，此時溫度可以達到4000度左右。在這種條件下，石墨會蒸發，生成的產物有富勒烯（C60）、無定型碳和單壁或多壁的碳納米管。通過控制催化劑和容器中的氫氣含量，可以調節幾種產物的相對產量。
使用這一方法制備碳納米管技術上比較簡單，但是生成的碳納米管與C60等產物混雜在一起，很難得到純度較高的碳納米管，并且得到的往往都是多層碳納米管，而實際研究中人們往往需要的是單層的碳納米管。該方法反應消耗能量太大。
化學氣相沉積法
化學氣相沉積法，即碳氫氣體熱解法，在一定程度上克服了電弧放電法的缺陷。讓氣態烴通過附著有催化劑微粒的模板，在800~1200℃的條件下，氣態烴可以分解生成碳納米管。
這種方法突出的優點是殘余反應物為氣體，可以離開反應體系，得到純度比較高的碳納米管，同時溫度亦不需要很高，相對而言節省了能量。但是制得的碳納米管管徑不整齊，形狀不規則，并且在制備過程中必須要用到催化劑。
該方法的主要研究方向是希望通過控制模板上催化劑的排列方式來控制生成的碳納米管的結構，已經取得了一定進展。
激光燒蝕法
激光燒蝕法的具體過程為：在一長條石英管中間放置一根金屬催化劑和石墨混合的石墨靶，該管則置于一加熱爐內。當爐溫升至一定溫度時，將惰性氣體沖入管內，并將一束激光聚焦于石墨靶上。在激光照射下生成氣態碳，這些氣態碳和催化劑粒子被氣流從高溫區帶向低溫區時，在催化劑的作用下生長成CNTs。
固相熱解法
固相熱解法是令常規含碳亞穩固體在高溫下熱解生長碳納米管的新方法，這種方法過程比較穩定，不需要催化劑，并且是原位生長。但受到原料的限制，生產不能規模化和連續化。
離子或激光濺射法
離子或激光濺射法易于連續生產，但由于設備的原因限制了其規模。
聚合反應合成法
在碳納米管制備方法中，聚合反應合成法一般指利用模板復制擴增的方法。碳納米管的一般制備過程與有機合成反映類似，其副反應復雜多樣，很難保證同一爐碳納米管均為扶手椅式納米管或鋸齒形納米管。
科學家發現，在強酸、超聲波作用下，碳納米管可以先斷裂為幾段，再在一定納米尺度催化劑顆粒作用下增殖延伸，而延伸后所得的碳納米管與模板的卷曲方式相同。
于是科學家設想，如果通過這種類似于DNA擴增的方式對碳納米管進行增殖，那么只需找到少量的扶手椅式納米管或鋸齒形納米管，便可在短時間內復制、擴增出數量幾百萬倍于模板數量的、同類型的碳納米管—這可能會成為制備高純度碳納米管的新方式。
催化裂解法
催化裂解法是在600~1000℃的溫度及催化劑的作用下，使一氧化碳、甲烷、乙烯、丙烯和苯等含碳氣體原料分解，從而制備碳納米管的一種方法。
該方法在較高溫度下使含碳化合物裂解為碳原子，碳原子在過渡金屬-催化劑作用下，附著在催化劑微粒表面上形成為碳納米管。催化裂解法中所使用的催化劑活性組分多為第八族過渡金屬或其合金，少量加入Cu、Zn、Mg等可調節活性金屬能量狀態，改變其化學吸附與分解含碳氣體的能力。
催化劑前體對形成金屬單質的活性有影響，金屬氧化物、硫化物、碳化物及有機金屬化合物也被使用過。
在碳納米管的多種制備方法中，每種方法都各有千秋，更好的產品依賴于更好的技術，新材料全球交易網相信，碳納米管這種制造下一代晶體管的理想材料的性能將會更加優質。
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