近年来，二维层状有机-无机杂化金属卤化物钙钛矿材料（HOIPs）因具有高稳定性、高发光量子效率以及可调控性等优点而成为发光二极管、太阳能电池领域的研究热点。尤其是含苯乙氨（PEA）的二维金属卤化物钙钛矿，高疏水性的特性使其在光电器件领域备受关注。尽管已有一些文献报道采用高压调控二维金属卤化物钙钛矿的光电性质，但其调控机理及高压下晶体结构的变化的研究却比较少。

       近日，南京工业大学IAM团队程迎春教授课题组，采用基于金刚石对顶砧的高压技术研究了二维金属卤化物钙钛矿材料(PEA)2PbI4在高压下的结构，电学及光学性质。研究发现，当压力达到5.8 GPa时，(PEA)2PbI4结构发生相变并伴随着直接到间接带隙的转变。当压力释放的时候，(PEA)2PbI4恢复到直接带隙，证明了结构相变的可逆性。此外，该团队结合第一性原理计算，通过计算不同堆垛方式的(PEA)2PbI4的焓差，从理论上证明了在高压下AB型堆垛的(PEA)2PbI4相变成AA型堆垛的(PEA)2PbI4。并且证明该相变是由PEA中苯环的堆积方式的改变所导致的。此工作将实验与理论相结合，探索了二维金属卤化物钙钛矿材料(PEA)2PbI4在高压下的结构及光电性质，揭示了(PEA)2PbI4的相变机理。该研究成果为二维金属卤化物钙钛矿材料在柔性发光二极管、柔性太阳能电池等领域的应用提供了理论基础。相关工作以题为“Direct-indirect Transition of Pressurized 2D Halide Perovskite: Role of Benzene Ring Stack Ordering”发表于国际物理化学权威学术期刊(nature index) The Journal of Physical Chemistry Letters（DOI: 10.1021/acs.jpclett.9b02604）。

图一：高压下(PEA)2PbI4的吸收热图

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.9b02604

                                                                                                                             作者：先进材料研究院；       审核：王建浦