刚性平面化的分子结构可以在抑制振动弛豫的同时扩展π共轭域，为开发高效发光材料提供一个独特的平台。然而，在结晶过程中，π电子和孤对电子之间的相互作用极易诱导形成H-聚集体和激基缔合物。这将导致聚集诱导猝灭，阻碍刚性平面分子在固态发光领域的应用。高压作为调控弱键相互作用和分子堆积结构的有效手段，能够赋予材料优异的光学特性。杨新一课题组此前成功实现了压强诱导MOFs单色荧光增强及截获（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202210836，Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2300109）、MOFs材料PIE蓝色发光和多色发光及截获（Adv. Mater. 2023, 35, 2211729，Adv. Mater. 2024, 36, 2403281）、压强调制双荧光态实现非掺杂MOF白光（Nano Lett. 2024, 24, 9898-9905）、通过压强优化有机小分子材料三重态激子布居实现混合型白光发射（Nat. Commun. 2024, 15, 7778）。基于前期的研究，杨新一课题组提出利用压强处理策略优化分子排列结构，实现初始无荧光平面刚性分子有机材料的高效蓝光发射。
在本研究中，杨新一课题组选择初始不发光的邻苯二甲酸酐（PA）晶体作为研究对象，通过压强诱导分子重排调控其晶体结构，成功实现了PA晶体明亮蓝光发射，其色坐标为（0.20, 0.19），量子产率达到15.7%。原位高压同步辐射X射线衍射、红外吸收光谱和密度泛函理论计算表明：在压强处理过程中，PA晶体发生了从正交相到三斜相的相变。三斜相的PA晶体表现出增强的非键相互作用，促进了激子弛豫过程中的分子转动，导致分子堆积构象的平面化。这一平面化特征改变了激发态能级的排列，打开了电荷转移（CT）通道，产生基于CT态的发射。此外，压强处理后增强的非键相互作用与分子耦合振动产生了协同效应，显著提高辐射跃迁速率，抑制非辐射耗散，实现PA晶体的明亮蓝光发射。本研究展示了利用压强工程实现激活刚性平面分子固态发射的可行性，为赋予初始无荧光有机分子光功能提供了新思路。
吉林大学物理学院超硬材料国家重点实验室博士研究生王炜斌为本文第一作者，本文通讯作者为吉林大学超硬材料国家重点实验室杨新一教授，并得到了邹勃教授的悉心指导和大力支持。该工作得到了国家自然基金面上项目资助，同时得到上海光源同步辐射BL15U1线站，吉林大学物理学院仪器共享平台和综合极端条件高压科学中心的大力支持。
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https://doi.org/10.1002/lpor.202401173
