نقاط کوانتومی، نانوذرات نیمه‌رسانای فلورسانس سنتزی به قطر تقریبی 10 تا 10000 اتم (2 تا 10 نانومتر) هستند. این ذرات چنان کوچک هستند که با میکروسکوپ معمولی دیده نمی‌شوند. ویژگی‌های الکترونیکی نقاط کوانتومی توسط ترکیب شیمیایی، اندازه و شکل آن‌ها تعیین می‌شود. به عبارت دیگر، تنها با تغییر اندازه این نقاط می‌توان رنگ نور ساطع شده از آن‌ها را تغییر داد. نقاط بزرگ‌تر، طول موج‌های بلندتری همچون قرمز را نشر می‌دهند، در حالی که طول موج نور نشری نقاط کوچک‌تر، کوتاه‌تر است (رنگ سبز یا آبی). این قابلیت موجب می‌شود که این نقاط در کاربردهای مختلفی همچون نمایشگرهای تلویزیون، گوشی‌های هوشمند، دیودهای نورافشان، تصویربرداری پزشکی، پیل‌های سوختی، برچسب‌های امنیتی، حسگرها و ترانزیستور به کار روند.
در حال حاضر انواع مختلفی از نقاط کوانتومی موجود هستند، اما به طور معمول این نقاط از مواد نیمه‌رسانایی همچون CdSe، CdS، InP، ZnS، InP/ZnS و PbS ساخته می‌شوند. با این حال این مواد، به خصوص کادمیوم، سلنیوم و سرب گران و سمی هستند. در نتیجه مواد مناسبی برای بسیاری از کاربردها به شمار نرفته و استفاده از آن‌ها در برخی حوزه‌های صنعتی ممنوع شده است. بنابراین ساخت نقاط کوانتومی غیرفلزی و غیرسمی که همانند نقاط کوانتومی ساخته شده از مواد نیمه‌رسانا، دارای بهره کوانتومی بالا در نشر نور بوده و پایداری نشری بالایی نیز داشته باشند، ضروری است.
در این زمینه دکتر ریوهی موری در شرکت Fuji Pigments در ژاپن روی توسعه نقاط کوانتومی غیرفلزی تحقیقات وسیعی انجام داده و موفق به توسعه فرایندی برای تولید انبوه نقاط کوانتومی کربنی و گرافنی شده است.
نقاط کوانتومی کربنی و گرافنی به عنوان نسل بعدی این مواد پیشنهاد شده‌اند. نقاط کوانتومی مبتنی بر کربن زیست‌سازگار و ایمن هستند. این نقاط را می‌توان از مواد ارزان، فراوان و زیست‌سازگاری همچون شکر، گلوکز و اسید آمینه تولید کرد. به علاوه، از آنجایی که کربن در بدن تمام موجودات زنده وجود دارد، از این نقاط کوانتومی می‌توان در کاربردهای زیست‌پزشکی مختلفی همچون تصویربرداری زیستی، آنالیز پروتئین‌ها و ردیابی سلول‌ها بهره برد.
به گزارش ستاد توسعه فناوری نانو،بهره کوانتومی نقاط کوانتومی کربنی بالاتر از 45 درصد است. به علاوه، بهره کوانتومی نقاط کوانتومی گرافنی بیشتر از 80 درصد گزارش شده است. این برای اولین بار در دنیاست که فرایندی برای تولید انبوه نقاط کوانتومی کربنی و گرافنی با بهره کوانتومی بالا توسعه یافته است.
شرکت Fuji Pigments همچنین نقاط کوانتومی معمولی همچون CdSe، CdS، InP/ZnS، ZnS و CIS را تجاری‌سازی کرده است.
تولید انبوه نقاط کوانتومی کربنی و گرافنی
