发展具有高亮度、可调节发射带宽、持久稳定和环境友好等多种优点的高效固态发光材料对于推动下一代照明和显示技术的进步，以及大规模的能源节约是至关重要的。基于近年来有机-无机杂化金属卤化物高效发光材料在设计和合成方面取得的巨大进步和成功，二维金属卤化物钙钛矿材料已经成为未来单色或白光光源应用方面最有前途的候选者之一。

强激子效应存在于具有显著量子和介电限制的二维层状钙钛矿的软和非简谐晶格中，由于强的电子-声子耦合，导致自陷态激子的形成和激发态的瞬时晶格形变。由于过强的电子-声子耦合强度，二维层状金属卤化物双钙钛矿材料中自陷态激子处于“暗态”，以非辐射复合的方式跃迁。源于自陷态激子的宽带斯托克斯位移的发射可以通过化学处理或物理外部刺激(如温度和压力)的方式进行调控。

近日，吉林大学的邹勃教授、王凯教授，鼎新学者张龙博士，北京大学的蒋鸿研究员和大连化学物理研究所的隋来志博士合作，以二维层状材料PEA₄AgBiBr₈ (PEA⁺ = C₆H₅CH₂CH₂NH₃⁺)作为模型体系，从载流子动力学和局域晶格畸变的激发态行为的角度揭示了压力诱导发射的基本物理化学机制。

该工作观察到了压力驱动的自陷态激子从“暗态”到“亮态”的转变，对应着强的宽带斯托克斯位移发射和长的载流子寿命。进一步的理论分析表明，受抑制的晶格畸变和增强的激发态电子维度在形成稳定的亮自陷态激子中起着重要作用，它们可以分别调控自陷能和晶格形变能，在基态和激发态势能曲线之间形成能量势垒，增强电子-空穴轨道重叠。该工作提出的光物理机制突出了控制自陷态激子动力学过程和激发态行为的重要性，强调了通过控制结构刚性来调控激发态结构形变和电子-声子耦合强度以实现高效自陷态辐射复合的必要性。邹勃团队于2018年提出了压强诱导发光的概念，该工作从理论和实验出发，进一步阐明了压强诱导发光的物理化学机制，在固态照明器件的光电材料设计上有潜在的应用前景。

PEA₄AgBiBr₈的高压荧光光谱和图像

PEA₄AgBiBr₈的高压时间分辨荧光光谱

PEA₄AgBiBr₈的位形坐标模型

论文信息：

Revealing the Mechanism of Pressure-Induced Emission in Layered Silver-Bismuth Double Perovskites

Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202301573