物理研究所在碳纳米管的生长机理及碳纳米管的取向、直径和结构的控制生长方面，取得了国际先进水平的研究成果。1998年制备出长度为2～3mm多层碳纳米管阵列，比已有碳管的长度提高了1～2个数量级，使得可用常规方法研究碳管的性质；首次研究了长碳纳米管束的热学、力学、光学等性质；在开口碳纳米管阵列的电子场发射研究方面获得先进指标。2000年制备出最细内径为0.5nm的碳纳米管，与理论极限仅差0.1nm，并指出通过制备最细碳纳米管可实现其结构的控制生长。这些成果发表在《科学》(Science)等高水平杂志上。据统计，有关定向生长的论文单篇引用达275次，1999年、2000年、2001年单篇引用数列全国第一。系列研究工作被评为1998年国内十大科技新闻，1999年和2000年国内十大基础研究进展，获2002年度国家自然科学二等奖。

　　77. 原子尺度的薄膜/纳米结构生长动力学理论和实验研究

　　物理研究所在原子尺度的薄膜/纳米结构生长动力学理论和实验研究中取得了重要成果。提出了反应限制集聚理论，已成为研究薄膜/纳米结构生长的两个基本理论之一；证明原子的边-角扩散是决定量子点形状的关键过程，圆满地解答了表面物理实验上争论了近10年的形状变化问题，并提出了控制纳米结构形成的新方法；建立了扩散通道决定不同退化过程的物理模型，发现了制约原子岛稳定性的微观机理，为纳米结构的器件应用奠定了基础；发明了一种“幻数团簇+纳米模板”的控制生长方法，首次制备出全同纳米团簇周期点阵——一种新的两维人造晶格，利用该方法可以在2～3英寸基板上实现大面积生长，面密度高达1013个/cm2，并已在多种金属及其合金上实现。 先后在Phys. Rev. Lett上发表论文6篇，《自然》(Nature)和《科学》(Science)先后4次进行了报道。

　　78. 分子纳米结构的构筑

　　化学研究所在分子纳米结构的构筑方面取得了一系列重大进展。构筑了自组装小分子纳米结构，对有机小分子进行适当化学修饰后在石墨表面和大气中获得了与超高真空条件下相媲美的高分辨分子图像；利用电化学自组装技术，成功地制备了杯芳烃阵列，并将此阵列用于包容富勒烯分子，得到高度有序的杯芳烃/C60络合物点阵；通过分子设计以及在气液、气固界面的组装，实现了从非手性分子到手性组装体的转变，揭示了从非手性分子到手性组装体的规律，构筑了具有手性的纳米结构表面。这些研究成果对揭示二维手性现象，并将其应用于选择性异相催化、手性药物合成、生命起源探索等领域具有重要的科学意义。

　　79. 纳米分子器件的合成与性能研究

　　福建物质结构研究所以纳米分子与器件制备及新型功能材料开发为目标，制备了一系列纳米线、管、笼和具有纳米结构的新型无机聚合物，获得了合成和结构规律，形成了多种新的制备方法。研究成果在纳米分子器件、新型半导体、磁性及光电材料等方面有重要的应用前景。先后获得了国家自然科学奖二等奖(2002年)，中科院自然科学奖一等奖(2001年)和二等奖(2000年)各1项。

　　80. 单分子结构的扫描隧道显微高分辨表征术

　　中国科技大学通过精确控制各种实验条件获得了大量关于单分子结构与电子态的实验数据，总结出获得高分辨STM图像和高分辨STS谱的规律，并结合理论计算与计算机模拟，发展出一套实验测量与理论模拟相结合的对单分子结构进行高分辨表征的研究方法，取得了一系列的成果和突破：将STM表征技术和量子力学第一性原理的图像计算方法相结合，确定了C60单分子在Si表面不同吸附位置的高分辨的取向状态；获得了化学键分辨的C60单分子图像并发现新型分子取向畴结构；借助扫描隧道显微术及谱学方法，开发了具有能量"层析"分辨和空间分辨的分子成像技术，实现了对单分子体系Dy@C82同时获取能量和空间分辨的高分辨表征，这一成果为基于单个富勒烯分子的纳米器件原位探测提供了新技术。第一次实验证明金属纳米颗粒非晶化引起的原子结构的无序对于决定纳米材料的电子结构起着重要作用，在一定程度上抑制了量子限域效应。上述研究成果相继发表在《自然》(Nature)，J. Amer. Chem. Soc.等高水平杂志上，其中部分成果两次被评为中国基础科学研究十大新闻、一次被评为中国十大科技进展。