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本发明是有关一种纳米碳管的合成方法，尤其是有关一种通过低温热化学气相沉积的方式在一含有三明治架构活性触媒系统的基材上直接成长纳米碳管的方法。经由低温热化学气相沉积反应，纳米碳管被直接成长在一具有三层金属层的基材表面上，以作为场发射显示器的场发射电子源。该三层金属层包含一层活性金属触媒，其被夹在一位于该基材上的金属担体层及一覆盖金属层之间。