In2O3是典型的第Ⅲ主族n型宽禁带氧化物半导体材料。常压下,它是立方方铁锰矿结构,为直接带隙半导体,具有较高的可见光透过率、电导率和催化活性,在光电器件、气敏传感和催化剂等方面表现出广阔的应用前景。In2O3的应用价值体现在其电子能带结构的可调控性上,而压力是改变物质结构,继而改变其能带结构的重要手段。因此,本论文以In2O3材料为研究对象,利用高压同步辐射X光衍射、基于金刚石对顶砧(DAC)装置的高压原位直流电阻率和霍尔效应测量以及理论计算模拟等研究方法,对In2O3的高压结构相变和电输运性质变化进行了探索,获得以下发现:一、通过同步辐射高压X光衍射技术,并利用GSAS精修和Material Studio结构分析手段,研究了高压下In2O3的结构变化。发现在16.8GPa时,In2O3由立方方铁锰结构(Ia-3)转变为斜方六面体刚玉结构(Rc-3),实验压力最高到32.3GPa。卸压后,有部分斜方六面体刚玉相保存至常压,In2O3为立方方铁锰结构和斜方六面体刚玉结构的混合相,说明该相变为不可逆相变。二、通过高压原位电阻率测量,发现In2O3的电阻率随压力的增加上升。在15.1GPa处,由压致结构相变引起的电阻率上升规律突然改变。卸压过程中,电阻率不能恢复到初始状态,证明了该压致结构相变为非可逆相变。三、第一性原理计算表明,立方相In2O3和斜方六面体结构In2O3均为直接带隙半导体,能带宽度分别为0.780e V和1.375e V。体系卸压至常压后,样品中仍有部分斜方六面体结构的高压相In2O3被保存下来。而斜方六面体结构In2O3的禁带宽度要比常压立方相In2O3的禁带宽度大,因此,卸压后的电阻率值要比常压初始状态的电阻率值大很多。四、通过霍尔效应测量发现,压致结构相变引起了In2O3的霍尔系数、载流子浓度、载流子迁移率在相变压力点处的突变。在实验压力范围内,立方相In2O3和斜方六面体结构In2O3均为n型半导体。高压原位霍尔效应测量数据同样表明,该结构相变为不可逆相变。五、通过高压原位变温电阻率测量发现,在实验压力范围内,电阻率均表现出随温度的上升而降低的变化规律,因此立方相结构和斜方六面体相结构的In2O3均表现出半导体导电特性,与第一性原理计算的结果一致。此外,电阻率随温度的变化还表现出在低温区下降的慢,而在高温区下降的快的特点。这是因为,在温度较低时,杂质电离起主导作用,而本征激发不明显。当温度上升时,本征激发的作用逐渐体现出来,因此温度较高时,电阻率随温度的上升下降得较快。六、由不同压力下电阻率随温度的变化关系,得到电传导激活能随压力的变化规律。在8.8—13.4GPa压力范围内,激活能以36.9mev/GPa下降,13.4GPa后以6.1mev/GPa降低,变化缓慢。在13.4 GPa出现不连续点,这是由于结构相变而导致的带隙变化引起的。价带顶及带隙中的一部分杂质能级因轨道交叠偏离了原来位置而扩散到导带中参与导电,杂质能级在压力作用下产生附加载流子,传导激活能减小。