탄소 나노튜브의 키랄리티 직경은 튜브의 구조를 형성하는 육각형 격자에서 탄소 원자의 배열에 의해 정의되는 키랄리티에 의해 결정되는 튜브의 직경을 말합니다. 탄소 나노튜브의 키랄리티는 한 쌍의 인덱스(n, m)로 지정되며, 이는 그래핀 시트가 어떻게 말려서 나노튜브를 형성하는지를 설명합니다. 키랄성은 나노튜브가 금속 또는 반도체처럼 작동하는지 여부와 같은 나노튜브의 전자적 특성에 직접적인 영향을 미칩니다.
탄소 나노튜브의 직경(d)은 다음 공식을 사용하여 키랄 지수(n, m)로부터 계산할 수 있습니다:
[ d = \frac{a}{\pi} \sqrt{n^2 + m^2 + nm} ]입니다.
여기서 ( a )는 그래핀 시트에서 인접한 탄소 원자 사이의 거리(약 0.142nm)입니다. 이 공식은 나노튜브의 직경이 키랄리티의 함수이며, 키랄리티가 다르면 직경도 달라진다는 것을 보여줍니다.
탄소 나노튜브의 키랄성은 나노튜브의 전자적 특성을 결정하기 때문에 매우 중요합니다. 예를 들어 n = m일 때 나노튜브는 금속 전도체가 되는 반면, n ≠ m일 때 나노튜브는 반도체가 됩니다. 이러한 키랄성과 전자 특성 간의 관계로 인해 탄소 나노튜브 합성 시 키랄성을 제어하는 것은 기술 응용에서 매우 중요한 측면이 됩니다.
