一种散热结构及其制备方法和散热装置，该制备方法包括步骤：在基底上依次沉积过渡层和催化剂层，再于保护气体氛围下通入还原性气体和碳源气体于700～800℃保温5～30min，以在催化剂层上垂直生长碳纳米管阵列，得到散热结构；其中过渡层为Al 2 O 3 层，催化剂层为过渡金属的金属单质层或合金层；催化剂层的厚度为0.8～10nm；控制还原性气体和碳源气体通入的体积流量比为1:1～10，保温处理的条件为于700～900℃保温5～30min。该制备方法制得的碳纳米管阵列非常整齐、具有典型的石墨烯结构、不含无定型碳、缺陷非常少；使得沿碳纳米管阵列的生长方向的热传导快速有效，因此制得的散热结构导热性能显著提高，导热性能优良。

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