纳米管具有中空结构、比表面积大、吸附能力强等优点,与其它一维纳米材料相比,对外界环境和外场更加敏感。本论文以阳极氧化法制备的TiO₂纳米管阵列和化学气相沉积（CVD）法制备的双壁碳纳米管为基础,设计、制备了几种低维复合结构,深入研究了这些复合结构在光场和电场作用下的输运特性。利用扫描电子显微镜对纳米结构的微观形貌进行了观察和表征。首先,采用“两步”阳极氧化法制备出高度有序的TiO₂纳米管阵列,其长度可以通过氧化电压和生长时间进行控制。对无定型TiO₂纳米管阵列进行退火处理,得到了锐钛矿TiO₂纳米颗粒膜。以碳纳米管膜为顶电极,制备了碳纳米管/TiO₂纳米管阵列异质结光电探测器,利用TiO₂的阻变效应,提出一个提高探测器性能的新方法,即通过预先电处理,使其从高阻态转变为低阻态,光电测试结果表明:零偏压下,探测器在532 nm和1064 nm激光照射下的光响应度都显著提高。其次,分别在空气中和真空中详细研究了碳纳米管膜的光电导性质,样品表现出强烈的光波长依赖特性。空气中,碳纳米管膜的光电导为负,这是由O₂的光解吸附效应造成的,光波长越短,解吸附效应越显著。真空中,在405 nm和532 nm激光照射下,光电导转变为正;而在1064 nm激光照射下,光电导仍然为负,表面等离激元和电子的相互作用是造成负光电导的主要原因。通过改变光波长,即可调节光电导的大小和正负,这对设计基于碳纳米管的光电器件具有重要的指导意义。利用碳纳米管的超宽带光谱响应能力,制备了碳纳米管/金属异质结室温太赫兹探测器,实现了对太赫兹辐射（2.52 T）的自驱动（零偏压）光探测,电压光响应度和电流光响应度分别达到22 mV/W和166.7mA/W。最后,制备了由碳纳米管膜和RbAg4I5快离子导体膜构成的离子-电子混合导体复合结构,其中碳纳米管提供电子传输通道,RbAg4I5提供银离子传输通道。在界面附近,由于库仑相互作用,形成“离子-电子束缚态”,导致复合结构的电导显著减小;而在外电场或光场作用下,部分“离子-电子束缚态”被解离,引起电导增大,实现了银离子对碳纳米管中电子输运的调控。在此基础上,制备了基于离子-电子相互作用的新型电子器件,类似于传统的场效应管,通过改变栅压可以线性调控漏源电流的大小。