図1 展開図

図2 図1を
閉じた状態にしたもの

図3 図2の先端に5員環が6個導入されて閉じたチューブ


カーボンナノチューブは、1枚のグラファイトのシート(図1)が円筒状に丸まって出来ています。

構造は、直径、カイラル角および螺旋方向(右巻きか左巻き)の3つのパラメーターによって決定されます。

重要な物理的性質の多くは直径とカイラル角の2つのパラメーターのみによって決まるので、

螺旋方向は無視して、図1のChのようなカイラルベクトルを考えます。

カイラルベクトルは、図2のように円筒にしたときに重なる点を結ぶベクトルです。

カイラルベクトルによってチューブが導体になったり半導体になることが知られています。

ナノチューブは、図3のように先端は6個の5員環が導入されることにより、閉じています

 

図4 ナノチューブの型と種類


図4のように(5,5)のようなチューブは、橙色のように六員環が椅子の肘掛のように配置されているのでアームチェアー型と呼ばれます。

また、(9,0)のようなチューブは、同様に六員環がジグザグ状になっているのでジグザグ型と呼ばれます。

その他のチューブは、カイラル型と総称されます。


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 名古屋大学工学研究科量子工学専攻 齋藤研究室