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現在，從碳納米管制造的晶體管具有與硅元件相競爭的電子特性, 使用分子電子元件的概念至少始自1974年，當時Ari Aviram和Mark Ratner在紐約IBM，然后又在紐約大學提出了他們的理論，即把分子放在兩塊金屬電極之間能起整流器作用。然而，單個分子在實驗室被成功地連結到納米級的電極上，競花費了20多年的時間，困難在于制定信號分子的處理操作和僅以幾個納米大小建立分離電極的能力。
　　但是到1990年中期，令人振奮的新材料碳納米管已經登場。碳納米管恰象卷曲起來的直徑幾個納米級的繪圖紙片，直徑僅為幾個納米的碳納米管根據其電子排列既具金屬又具半導體習性。輔以機械強度和納米的長度，世界范圍內的研究所很快把它們連結成大分子。
　　獲取碳納米管一種常見方法包括在用氧化層復蓋的傳導底物上制造輸進輸出的電極，然后把納米管滴在底物上。經常叫閘門電極的底物，納米管能起到象兩片電容器的作用，因此隨著對閘門使用不同的電壓，在納米管上攜帶的電荷數量發生變化。
　　測定半導體納米管展現出并不希望的電流特性，包括提高閘門電壓即增加幾個數量級的電阻，早期元件的電流特點非常象常規金屬—氧—硅場效應晶體管（MOSFETs）,而且操作非常困難。
　　自1998年由在Netherland Delft大學的Cees Dekker研究所發表了第一篇碳納米管場效晶體管以來，已經在改進原件操作尤其在上兩個月取得令人振奮的進展。這些努力出現在IBM工作的Phaedon Avouris和他的合作者的新近報道中，他們改進的碳納米管FET可與目前使用的領先原型硅晶體管相競爭。（S Wind et.2002 .Phys.Appl Lett.80 3817）。
　　由Aouris’s研究小組研制的納米管FET有了一種新方案，既類似于常規MOSFET結構，具有傳導通道閘門。這一排列意味著納米管和閘門之間的間隙能被做得非常小，因此使得的電阻對閘門電壓的變化很敏感，的確，閘門和納米管之間的偶合現在是強到足以放大信號。與此相對照，第一代納米晶體管的輸出電壓的變化是太小，不能控制第二根晶體管的輸入，因此納米管不能被集成到電路中。
　　半導體納米管典型的操作象P-型半導體，所以傳導空穴而不是電子。這一習性是由于從大氣中來的分子被吸附于納米管上造成的，并摻雜電極的電荷轉化。因為吸附分子影響原件的再生能力，所以它是個問題。然而，IBM在這一問題上也取得了進展，他們是采用把納米管包埋在薄膜中和在真空中退火處理來控制分子吸附的，（V Derycke et al. 2002 Appl.Phys.Lett.80 2773）。Avouris和他的合作者發現，同樣的工藝能用于制造n-型原件，它傳導電子，象用堿金屬摻雜納米管的交流電方法。
　　或許在過去幾年最重要的目標是曾制造出電子傳導更好的元件。大電流意味著能產生大功率集成電路的更快速晶體管，早期納米管元件的電流受納米管內在電阻及在電極上的接觸電阻的的限制。然而，最近先進的新工藝—如化學蒸氣沉淀作用—已經產出高質量材料并改進了操作方法。例如，Michael Fuhrer和他的合作者最近在Maryland大學報道了生產比硅MOSFETs更高、遷移率高達20000cm2v-1s-1的碳納米管。
　　在納米管電極界面上減少電阻也已獲得重大進展。Cornell大學的Paul McEuen和斯坦福大學的Hongjie Dai已生產出大直徑的納米管，它具有更小的帶隙和更薄 “肖特基勢壘”，使電荷更容易經過納米管和金屬電極之間的勢壘。由IBM研究小組提出的另一條線路是與鈦電極相關的內能熱，具有新閘門方案的設備，它處理這種方法自夸電流達到3uA并可與最好的初型硅晶體管相競爭。
所有這些努力已能把不同的納米管組裝到基本的邏輯電路中去，這是朝向納米電子的重要一步，在Delft、IBM和洛杉磯南加里福尼亞大學的Chongwu Zhou小組制造的這些線路包括：變換器、邏輯NOR、靜電隨機存取記憶電池和環狀振蕩器。
　　盡管納米管電路的成功制造留下了極大的挑戰性，這一方向的先進性更不用說精彩異常。但的確現時的工藝遠遠沒有達到大型生產的要求。例如，為了獲得能傳導與微型寬硅晶體管同樣量的電流，我們需要合成具有相當寬度平行管的2D芯片，同時，仍不可能去控制合成納米管的電流性質，其結果是金屬和半導體管的混合體。或許，最主要的問題是，當在設備制造中如何把管放入預先設定的位置時缺乏控制。
　　大量的努力正在朝這一目標前進。為改進碳納米管FETs目前甚至將來的性能，許多大學和工業企業都在努力工作。已經看到，在過去的四年中已取得令人驚異的進展，而在將來會聽到更多的發現。