hallo alle zusammen,
ich beschäftige mich zur zeit mit carbon nanotubes, auch kohlenstoff nanoröhren genannt.
kann mir jemand erklären, warum alle Multi walled carbon nanotubes elektrisch leitfähig sind??
betrachtet man die single walled CNT’s, so sind eindrittel elektrisch leitend und der rest hat einen halbleitenden effekt. hat irgendwas mit den fermie punkten zu tun.
vielen dank schon mal
gruß michael
Also ich zitiere mal aus Nanotechnologie für Dummies S. 94: “Der Durchmesser eines Nanoröhrchens und das Ausmaß der Verdrehung seines Gitters entscheiden darüber, ob es metallisch oder halbleitend ist. Wie Elektronen in einem Atom können auch Elektronen in einem Nanoröhrchen nur bestimmte Energiezustände einnehmen. Ein Nanoröhrchen besitzt metallische Eigenschaften, wenn das Energieniveau, das den delokalisierten Elektronen erlaubt, sich frei über das gesamte Röhrchen zu bewegen (das Leitungsband), gerade oberhalb des Energieniveaus der Elektronen liegt, die fest an Atome gebunden sind (Valenzband). In einem metallischen Nanoröhrchen können sich die Elektronen frei durch das Leitungsband bewegen. Ein Nanoröhrchen ist halbleitend, wenn das Energieniveau des Leitungsbandes so hoch ist, dass eine Energielücke zwischen dem Leitungsband und dem Valenzband besteht. In diesem Fall ist zusätzliche Energie (z. B. Licht) erforderlich, damit ein Elektron diese Lücke überwinden und in das Leitungsband gelangen kann. Für Sessel-Nanoröhren gibt es keine Lücke zwischen Valenz- und Leitungsband, sie sind also metallisch; in zwei Dritteln der Zick-Zack- und der chiralen Röhrchen hingegen gibt es eine solche Lücke zwischen beiden Bändern - sie sind daher halbleitend. … bei den meisten Herstellungsverfahren erhält man sowohl metallische als auch halbleitende Nanoröhrchen… Einfluss lässt sich beispielsweise durch dein Einsatz von Katalysatoren nehmen…”
Also ich schließe einmal daraus, dass sich die Bandlücke verschiebt bzw. kleiner wird, wenn mehrere Röhren übereinander liegen. Die Atomorbitale der Ebenen überlappen zwar nicht, dann wäre es ja eine echte Bindung, aber sie beeinflussen sich zumindest. Dabei kommt es darauf an, welche Lage die einzelnen C-Atome der einen Schicht zur anderen darunter liegenden Schicht besitzen. Wenn du so willst schiebt sich das Fermi-Niveau in das Leitungsband. Es bedarf also keiner energetischen Anregung mehr, um leitend zu sein.
Hochwissenschaftlich werden die Bandlücken gern im reziproken Raum dargestellt. Und dann wird es auch kompliziert. Zum Beispiel sollen Sessel-Nanoröhren eine Entartung des höchsten Valenzbandes mit dem niedrigsten Leitungsband besitzen und einen hohen Entartungsgrad an den Zonengrenzen. Solche Diagramme habe ich für MWNTs noch nicht gesehen, nur für SWNT in Doktorarbeiten oder englischsprachiger Literatur, dort werden unter Umständen auch die Berechnungswege angegeben. Bei MWNTs ist es vermutlich komplizierter, weil weitere räumliche Dimensionen dazu kommen.
Ich will damit sagen, dass deine Frage wohl nicht ohne weiteres zufriedenstellend zu beantworten ist. Jedenfalls nicht durch mich 
Vielen dank für deine Antwort, hat in mein Verständnis etwas mehr Licht gebracht.
Gruß Michael