理论预测碳纳米管具有非常优异的性质，并有希望在电子学、结构材料和能源材料等领域有重要应用。然而，碳纳米管的微小尺寸使其操控起来十分困难。同时，碳纳米管的优异性能也经常受到衬底和其他碳管等周围环境的影响。　　在本论文中，我们使用气流导向的生长模式，以SiO2/Mo微栅和自制的双用狭缝衬底作为接收衬底，制备了单根、超长、部分悬空的单壁碳纳米管样品。　　基于这种悬空碳管样品，我们在240-600 K温度范围内系统研究了碳管拉曼RBM，GM和GM峰位和峰宽随着温度的变化规律。我们分析了非谐项导致的峰位红移和谱线峰宽随着温度变化的机制，并与之前的理论和实验结果对比。我们发现，对于我们直径在1.7 nm左右的碳管样品，G-和G+峰峰位随温度的红移比率基本相同，而峰宽展宽趋势则有所不同。另外，我们测算了较少涉及的大动量声子二阶模式GM的红移比率和峰宽随温度的增大趋势。这些结果将有助于了解单壁碳管的二阶拉曼模式过程。同时，通过对比同一根碳管依附于衬底和悬空部分的红移比率，我们认为，是衬底和碳管热膨胀系数的不匹配，导致了变温过程中碳管受力的改变。　　基于超长悬空碳纳米管，我们通过改变碳管周围的温度环境，在碳管表面沉积一层冰，形成冰-碳管壳核异质结构。因为异质结构的不断变粗，实现了在普通光学显微镜下直接观察碳纳米管的构型。这是一种简单实用、持久、可逆且无损的碳管可见化方法。通过使用偏振激光照射异质结构，我们第一次用热响应的实验结果验证了单根碳纳米管在垂直偏振下的吸收截面极小，而在平行偏振下即使没有共振发生，碳管依然有较强的非共振吸收能力。最后，我们以冰的存在作为温度的指示，以及使用拉曼红移确定的被照射点碳管的温度升高值，通过建立简单的热传导模型，并结合使用双用狭缝衬底的电子衍射确定的碳管几何结构信息，我们给出了一种碳管的本征轴向热导率的测算方案。这些研究有助于我们了解碳管的本征物理性质，并给诸如纳米管、纳米线和纳米带等一维纳米材料提供本征物理性质探测的实验参考。