近年来，碳点已被用作新型发光碳纳米材料。但是，与稀土材料（5-15 nm）和量子点材料（15-30 nm）的窄带发光相比，迄今为止报道的几乎所有碳点的发射半峰宽都超过40-60nm，尽管超窄带是发光材料的重要特征。
自2016年以来，由中科院理化技术研究所谢正教授领导的研究小组系统地提出了一种制备窄带碳点的新方法。
近来，谢教授的团队成功制备了两种类型的窄带宽红色发射石墨烯量子点（GQD），相关工作发表在NPG Asia Materials上（“用于超分辨光谱和空间传感的超窄带宽石墨烯量子点”。
两个超窄带红色发射GQD的发光特性示意图及其在超分辨率成像中的应用。图片：王震）
在这项研究中，GQD通过一步法以平面共轭大环酞菁化合物为碳源制备。两个GQD的半峰全宽（分别为21 nm和30 nm）已达到发光材料中超窄带宽发射的范围。
除超窄带发射外，GQD还具有红色发射波长，接近发射峰位置（16 nm），部分依赖激发波长和荧光寿命的特性。基于上述特征，Bar-Ilan大学工程学院院长Zeev Zalevsky教授和XIE团队提出了一种超分辨率传感策略。通过使用新的传感策略，科学家无需使用光谱仪即可提取光谱信息。
“借助这些“微小点”，我们可以使用超分辨率技术打破光学衍射极限，并填补电子显微镜（大约1 nm）和普通可见光学显微镜（200-250 nm）之间的间隙“我们可以观察到更精细的结构或更高分辨率的图像，”谢教授说。