碳纳米管按层数分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。研究者（Kazuhito Tsukagoshi、Bruce W.Alphenaar和Hiroki Ago）加工了多壁碳纳米管的局域自旋阀。多壁碳纳米管样品是由石墨棒弧光放电法制备的，碳管上沉积了两个65纳米厚的钴（Co）电极用于注入自旋。在4.2开尔文的低温下观察到9%的磁电阻。此后，又有研究者在单壁或者多壁碳纳米管中进行自旋输运试验。其中，除了局域自旋阀外，研究者N.汤布罗斯（Nikolaos Tombros）等人还进行了非局域的自旋输运试验，即通过将自旋流从电荷流中分离出来，证明了磁电阻的确来源于碳纳米管中的自旋积累。提高自旋注入电极的自旋极化率也可以极大地提高磁电阻。铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）、La_0.7Sr_0.3MnO₃等磁性材料已经被用于自旋注入试验中。不同的磁性材料具有不同的自旋极化率，常用的Co电极的自旋极化率约为40%，半金属La_0.7Sr_0.3MnO₃在低温下的自旋极化率接近100%。研究者L.E.韦索（Luis E.Hueso）和N.D.马瑟（Neil D.Mathur）等人用La_0.7Sr_0.3MnO₃作电极向多壁碳纳米管注入自旋，观察到的磁电阻可达61%，5开尔文时的自旋扩散距离约为50微米。如此大的磁电阻被归因于La_0.7Sr_0.3MnO₃电极中的高自旋极化率、电极和碳管之间形成的有利于自旋注入的势垒以及碳管中长的自旋扩散距离。研究者Y.G.谢苗诺夫（Y.G.Semenov）、K.W.基姆（K.W.Kim）和G.J.亚弗拉特（G.J.Iafrate）考虑了半导体型碳纳米管中自旋与碳-13同位素之间的精细相互作用，在4开尔文时预期的自旋寿命大约为1秒，比试验上观测到的几十纳秒长很多。研究者（K.M.Borysenko等人）考虑半导体碳纳米管中各向异性的g张量和弯曲的声子模式对自旋寿命的影响，自旋寿命在室温下可以被减小到几十微秒。