什么是量子点？

量子点或QD是半导体纳米颗粒或纳米晶体，通常在2-10纳米（10-50原子）的范围内。它们的小尺寸和高表面积与体积比会影响它们的光学和电子特性，并使它们与由相同材料制成的较大颗粒不同。量子点在所有三个空间方向上限制导带电子，价带空穴或激子（导带电子和价带空穴的束对）的运动。量子点有时也被称为“人造原子”，这个术语强调它们是具有束缚的离散电子态的单个物体，类似于天然存在的原子或分子。

许多类型的量子点是荧光的 - 如果向它们施加电或光，它们会发出特定频率的光。这些频率可以通过改变点的大小，形状和材料来调整，为不同的应用打开了大门。一般来说，较小的点看起来是蓝色，而较大的点看起来更红。具体颜色也取决于QD的确切组成。

应用

由于其高度可调的特性，QD吸引了各种应用程序开发人员和研究人员的兴趣。这些潜在的应用包括显示器，晶体管，太阳能电池，二极管激光器，量子计算和医学成像。另外，它们的小尺寸使得QD可以悬浮在溶液中，这导致可能用于喷墨印刷和旋涂。这些处理技术可以导致更便宜且耗时更少的半导体制造方法。

量子点被认为特别适用于光学应用，这要归功于它们发出多种颜色的能力，以及它们的高效率，更长的寿命和更高的消光系数。它们的小尺寸也意味着电子不必行进到更大的颗粒，因此电子设备可以更快地运行。利用这些电子特性的应用实例包括晶体管，太阳能电池，量子计算等。量子点可以大大改善LED屏幕，提供更高的峰值亮度，更好的色彩准确度，更高的色彩饱和度等等。

QD在生物医学应用中也非常有用，因为它们的小尺寸允许它们在体内移动，因此它们适用于医学成像，生物传感器等应用。

什么是石墨烯？

石墨烯是由碳原子制成的材料，其以六边形的重复图案结合在一起。石墨烯非常薄，因此被认为是二维的。石墨烯的扁平蜂窝状图案赋予它许多非凡的特性，例如世界上最坚固的材料，以及最轻，最导电和透明的材料之一。石墨烯在几乎所有行业（如电子，医药，航空等）都具有无限的潜在应用。

单层碳原子为许多其他材料提供了基础。与铅笔芯中发现的物质一样，石墨由堆叠的石墨烯形成。碳纳米管由轧制石墨烯制成，并且用于从运动装备到生物医学的许多新兴应用中。

石墨烯量子点

术语石墨烯量子点（GQD）通常用于描述单层至数十层石墨烯的微小碎片，其尺寸或域限制。GQD通常具有低毒性，稳定的光致发光，化学稳定性和显着的量子限制效应等特性，这使得它们对生物，光电子，能源和环境应用具有吸引力。

石墨烯量子点的石墨烯量子结构的合成近年来已成为热门话题。虽然石墨烯通常没有带隙 - 这对于许多应用来说是一个问题 - 石墨烯量子点由于量子限制和边缘效应而确实包含带隙，并且带隙改变了石墨烯的载流子行为并且可以导致光电子学中的多种应用。还发现GQD在给定能级下具有四种量子态，不像半导体量子点只有两种。研究人员表示，这些额外的量子态可以使GQD对量子计算有益。

已经提出了GQD的附加特性，例如高透明度和高表面积，用于能量和显示器应用。由于表面积大，使用GQD的电极适用于电容器和电池。

已经开发了各种技术来生产GQD。自上而下的方法包括溶液化学，微波和超声波方法。自下而上的方法包括水热和电化学方法。