В 1985 г. Харри Крото (Англия), Бобом Керлом и Риком Смайли (США) были открыты фуллерены (С60, т.н. «баскетбольный мяч»). Размеры фуллеренов составляют примерно 1 нм в диаметре. В 1991 г. японский ученый Иидзима открыл углеродные нанотрубки. С тех пор, различные исследователи воспроизвели данный материал и была создано новое направление в науке.

С точки зрения своей структуры, углеродные нанотрубки можно грубо разделить на два типа. Одним из них являются трубки, свитые из цилиндрически изогнутого листа графита – так называемые одностенные нанотрубки, а другим являются многостенные нанотрубки, в которых вышеупомянутые цилиндрические листы графита организованы в виде концентрической структуры. По сравнению с обычными материалами, такие углеродные нанотрубки в некоторых аспектах обладают уникальными физическими и химическими свойствами.

Применительно к использованию в полупроводниковых приборах, одной из особенностей углеродной нанотрубки является то, что она имеет высокое аспектное отношение. То есть, при диаметре в несколько нанометров она имеет длину от нескольких нанометров до нескольких микрон. Применительно к электрическим свойствам нанотрубки, плотность тока, который может подаваться на трубку, является весьма высокой, при этом ее электропроводность близка к электропроводности металлов или полупроводников в зависимости от разности в векторе хиральности.

Учитывая преимущества характеристик такой углеродной нанотрубки, научными организациями были начаты прикладные исследования различных применений углеродных нанотрубок в полупроводниках.

Фирма ULVAC разработала и начала серийное производство систем для нанесения алмазных пленок или алмазоподобных углеродных пленок. В 1999 г., фирма ULVAC вне конкуренции разработала и приступила к серийному производству системы для осаждения углеродных нанотрубок на подложках диаметром 1 дюйм (25 мм) (Модель CN-CVD-100) и поставила более 30 систем во всем мире (на сентябрь 2003 г.).

Серия CN-CVD – линейка систем, разработанных для выращивания углеродных нанотрубок методом плазменного эпитаксиального осаждения из газовой фазы. Модели называются CN-CVD-100, CN-CVD-400, и CN-CVD-800, где номер модели представляет диаметр подложки, то есть модель CN-CVD-100 предназначена для работы с подложками диаметром 1 дюйм (25,4 мм), а модели CN-CVD-400 и CN-CVD-800 для работы с подложками диаметром 4 (около 100 мм) дюйма и 8 дюймов (около 200 мм), соответственно.

Пользуясь тем свойством, что что имеет место селективный рост углеродных нанотрубок на металле-катализаторе, можно использовать нанотрубки в полупроводниках, где необходимо контролировать изготовление шаблона с размерами порядка нанометров. Углеродные нанотрубки, которые могут быть выращены с помощью системы CN-CVD, являются многостенными нанотрубками и имеют диаметр от нескольких нанометров до нескольких сотен нанометров. Строение этих нанотрубок является, вообще говоря, не цилиндрическим, а напоминает вложенные друг в друга многослойные конуса.

Эта особенность позволяет получать высокие напряжённости электростатического поля в области острия трубки при приложении сравнительно малых потенциалов, вызывая тем самых эмиссию электронов с острия.