カーボンナノチューブ（CNT）は炭素のみで構成されている直径がナノメートルサイズの円筒（チューブ）状の物質。CNTは炭素原子が六角形に配置されたベンゼン環を平面上にすべて隣り合うように並べたシートを円筒状に丸めた構造をしている。この筒が1層のものが単層CNT、直径の異なる二本の筒が入れ子のように重なったものが二層CNT、さらに直径の異なる複数の筒が層状に重なったものが多層CNTである。CNTは強固な化学結合によって形作られているため、化学的にも、熱的にも非常に安定している。CNTは密度がアルミニウムの半分程度と非常に軽いにもかかわらず、強度が鋼の約20倍、また、銅の1000倍以上という高い電流密度耐性があり、さらに銅よりも高い熱伝導性を備えている。単層のCNTはシートの丸め方によって、電気を通す金属的な性質のものだけでなく半導体的な性質を持つものができる。単層CNTを作るとこの両者が混ざったものができるので、半導体的な性質のものだけを取り出し、半導体材料とすることができる。現時点では単層CNTを半導体型と金属型に作り分ける技術は確立されていない。