纳米科学技术被认为是21世纪头等重要科学技术，它是在纳米尺度（0.1纳米－100纳米）上研究物质的特性并广泛应用这些特性的多学科交叉、协作的科学技术。清华大学在纳米科技领域已经处于世界科技前沿水平。
清华大学物理系纳米科技实验室于1997年，在国际上首次制备出氮化镓一维纳晶体，并提出了碳纳米管限制反应的概念，并己被证实可推广到制备其他材料的一维纳米晶体，为一维纳米材料的制备提供了一条新途径。
1998年，实现了硅衬底上碳纳米管阵列的自组织生长。这项发明利用与微电子工业兼容的技术制备制碳纳米管阵列，将会推进碳纳米管在场发射平面显示和纳米器件领域的应用研究。目前这项技术也已被成功地用于硅和氮化镓等半导体纳米线的定位、定向生长。
清华大学物理系纳米科技实验室的研究成果受到了国内外同行的广泛重视，研究成果也曾被列入1998年中国十大科技新闻、高等学校十大科技进展和科技部十项基础研究成果，课题负责人范守善教授曾获首届“长江学者成就奖”二等奖。