碳點(diǎn)（CDs）定義：

是指尺寸小于20納米的具有熒光性質(zhì)的碳顆粒。

化學(xué)結(jié)構(gòu)：可以是sp2和sp3的雜化碳結(jié)構(gòu)，具有單層或多層石墨結(jié)構(gòu)，也可以是聚合物類的聚集顆粒。

種類：包括石墨烯量子點(diǎn)，碳納米點(diǎn)和聚合物點(diǎn)。

三大類碳點(diǎn)材料的外在區(qū)別與內(nèi)在聯(lián)系

1）石墨烯量子點(diǎn)（GQDs）

概述：石墨烯量子點(diǎn)是指具有單層或小于5層石墨烯的碳核結(jié)構(gòu)，以及邊緣鍵連的化學(xué)基團(tuán)。石墨烯量子點(diǎn)的尺寸具有典型的各向異性，橫向尺寸大于縱向的高度，其具有典型的碳晶格結(jié)構(gòu)。

起源：石墨烯量子點(diǎn)最開始是物理學(xué)家用來研究石墨烯的光電帶隙的一類材料，通常需要用電子束刻蝕大片的石墨烯得到。

2）碳納米點(diǎn)（CNDs）

概述：碳納米點(diǎn)通常是球狀結(jié)構(gòu)，可以分為晶格明顯的碳納米點(diǎn)和無晶格的碳納米點(diǎn)。由于碳納米點(diǎn)結(jié)構(gòu)的多樣性，不同方式制備的碳納米點(diǎn)發(fā)光中心和發(fā)光機(jī)理存在較大的不同。

分類：可以分為晶格明顯的碳量子點(diǎn)和有/無晶格的碳納米點(diǎn)。晶格明顯的碳量子點(diǎn)：具有明顯的量子尺寸依賴性，隨著尺寸由小變大，其最佳熒光發(fā)射峰紅移。

無晶格的碳納米點(diǎn)：不具有量子尺寸效應(yīng)，換句話說，其發(fā)光中心不完全受碳核控制，表面基團(tuán)對發(fā)光有著不可忽略的影響

3）聚合物點(diǎn)（PDs）

概述：聚合物點(diǎn)通常是從非共軛聚合物通過脫水或部分碳化形成的交聯(lián)柔性聚集體，不存在碳晶格結(jié)構(gòu)。聚合物點(diǎn)是碳點(diǎn)延伸出來的一類材料。

碳量子點(diǎn)定義：

碳量子點(diǎn)與各種金屬量子點(diǎn)類似，碳量子點(diǎn)在光照的情況下可以發(fā)出明亮的光。它在包括改進(jìn)生物傳感器、醫(yī)學(xué)成像設(shè)備和微小的發(fā)光二極管的很廣的領(lǐng)域中都有應(yīng)用前景。

相對于金屬量子點(diǎn)而言，碳量子點(diǎn)無毒，對環(huán)境的危害小，造價也更便宜。由它制成的傳感器可以用來探測爆炸物和炭疽熱等生化戰(zhàn)劑?？巳R蒙森大學(xué)化學(xué)博士孫亞平說：“碳不是半導(dǎo)體，發(fā)光碳納米粒子不管是從理論角度還是從應(yīng)用角度看都是非常有意思的。它代表著發(fā)光納米粒子研究的一個新的平臺。”

最近幾年，量子點(diǎn)的研究非常活躍，尤其是關(guān)于它在生物和醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。量子點(diǎn)一般是從鉛、鎘和硅的混合物中提取出來的，但是這些材料一般有毒，對環(huán)境也有危害。所以科學(xué)家們開始在一些良性化合物中提取量子點(diǎn)。

因?yàn)樘技{米粒子具有很大的表面積，所以長期以來科學(xué)家們一直認(rèn)為這種納米粒子相比宏觀碳，具有非常奇特的化學(xué)和物理性質(zhì)。孫亞平和同事從石墨中提取出碳納米粒子，并且證明這些粒子表面覆蓋一種特殊的聚合物后，在光照下可以發(fā)出非常明亮的光，就像是微小的光球一樣?？茖W(xué)家們認(rèn)為這種光致發(fā)光現(xiàn)象可能是由于碳量子點(diǎn)表面的空洞可以儲存能量造成的。而金屬量子點(diǎn)的發(fā)光機(jī)制則稍微有些不同。

量子點(diǎn)一般是從鉛、鎘和硅的混合物中提取出來的，但這些量子點(diǎn)一般有毒，對環(huán)境也有很大的危害。所以科學(xué)家們尋求在一些良性的化合物中提取量子點(diǎn)。相對金屬量子點(diǎn)而言，碳量子點(diǎn)無毒害作用，對環(huán)境的危害很小，制備成本低廉。它的研究代表了發(fā)光納米粒子研究進(jìn)入了一個新的階段。

碳點(diǎn)和碳量子點(diǎn)的區(qū)別

量子點(diǎn)一般是從鉛、鎘和硅的混合物中提取出來的，但這些量子點(diǎn)一般有毒，對環(huán)境也有很大的危害。所以科學(xué)家們尋求在一些良性的化合物中提取量子點(diǎn)。

相對金屬量子點(diǎn)而言，碳量子點(diǎn)無毒害作用，對環(huán)境的危害很小，制備成本低廉。它的研究代表了發(fā)光納米粒子研究進(jìn)入了一個新的階段。

石墨烯量子點(diǎn)與碳量子點(diǎn)能等同么？有什么區(qū)別？

有人說碳點(diǎn)跟石墨烯量子點(diǎn)類似，可以從碳源的不同進(jìn)行區(qū)分，例如碳點(diǎn)：檸檬酸，葡萄糖等；石墨烯量子點(diǎn)：石墨，碳纖維，煤炭等，此外有一些碳點(diǎn)的晶格不明顯，而石墨烯碳點(diǎn)晶格明顯。這點(diǎn)需要從事碳量子點(diǎn)的學(xué)者來解釋，我是門外漢，我只懂石墨烯怎么作成量子點(diǎn)而已。碳量子點(diǎn)與各種金屬量子點(diǎn)類似，碳量子點(diǎn)在光照的情況下可以發(fā)出明亮的光。它在包括改進(jìn)生物傳感器、醫(yī)學(xué)成像設(shè)備和微小的發(fā)光二極管的很廣的領(lǐng)域中都有應(yīng)用前景。相對金屬量子點(diǎn)而言，碳量子點(diǎn)無毒害作用，對環(huán)境的危害很小，制備成本低廉。

而石墨烯量子點(diǎn) （Graphene quantum dot） 是準(zhǔn)零維的納米材料，其內(nèi)部電子在各方向上的運(yùn)動都受到局限，所以量子局限效應(yīng)特別顯著，具有許多獨(dú)特的性質(zhì)。這或?qū)殡娮訉W(xué)、光電學(xué)和電磁學(xué)領(lǐng)域帶來革命性的變化。應(yīng)用于太陽能電池、電子設(shè)備、光學(xué)染料、生物標(biāo)記和復(fù)合微粒系統(tǒng)等方面。石墨烯量子點(diǎn)在生物、醫(yī)學(xué)、材料、新型半導(dǎo)體器件等領(lǐng)域具有重要潛在應(yīng)用。能實(shí)現(xiàn)單分子傳感器，也可能催生超小型晶體管或是利用半導(dǎo)體激光器所進(jìn)行的芯片上通訊用來制作化學(xué)傳感器、太陽能電池、醫(yī)療成像裝置或是納米級電路等等。

理論上與二維的石墨烯納米片 （ graphene nanosheets，GNSs） 和一維的石墨烯納米帶 （ graphene nanoribbons，GNRs ） 相比，零維的石墨烯量子點(diǎn) （ graphene quantum dots，GQDs） 由于其尺寸在 10nm 以下表現(xiàn)出更強(qiáng)的量子限域效應(yīng)和邊界效應(yīng)，那就可以推判石墨烯量子點(diǎn)比碳量子點(diǎn)有更好的效果才是。