钒酸铋（BiVO₄）是一种单斜系ABO₄型白钨矿材料。与其它ABO₄型白钨矿材料相比,BiVO₄具有较窄的带隙、宽的吸收波长范围及良好的化学稳定性,所以在光电极、光催化剂和光电器件中得到广泛应用,而电输运性质是决定BiVO₄材料光电性能的重要因素之一。压力可以减小物质内原子间距,通过改变晶体、能带和电子结构来调节材料的物理和化学属性,使材料产生常压下不具备的新奇性能。在本论文中,我们利用电化学阻抗谱、高压X射线衍射实验和第一性原理计算等技术手段和方法对BiVO₄在高压下的电输运特性、晶体结构以及能带结构进行了系统研究,目的是了解压力对BiVO₄导电性能的影响,探讨导电机制与结构间的内在联系,希望在BiVO₄中发现新的电输运现象。通过研究,得到如下结论:1、通过分析高压原位X射线衍射数据,发现随着压力的增加,衍射峰没有发生劈裂和消失,也没有出现新峰,因此可以判断BiVO₄的晶体结构没有发生变化,一直是单斜白钨矿结构,其空间群为I2/a。2、通过第一性原理计算,发现BiVO₄带隙宽度随着压力增加而线性减小。带隙变窄可以使价带电子更容易跃迁至导带,并且使电阻降低,还有利于光激发电子-空穴对的分离,促进光催化性能的提升。观察能带结构随压力的变化,可以发现带隙变窄源于压力下导带底向费米能级的移动。3、通过分析高压原位交流阻抗谱数据,发现3.0GPa之前,离子传导是BiVO₄中的主要传输机制。当压力高于3.0GPa时,低频区的倾斜尾线消失,表明BiVO₄中的氧离子扩散消失,传输机制由离子导电向电子导电转变。由于单斜BiVO₄的晶格常数随着压力增加而不断减小,压力诱导的离子-电子导电机制转变可归因于离子输运通道的封闭。4、氧离子长程扩散开始的频率随着压力增加而增加,表明氧离子的迁移率增加。通过对阻抗谱的拟合,得到了BiVO₄的晶界电阻、晶粒电阻和弛豫频率随压力的变化关系,发现晶粒电阻和晶界电阻都随着压力的增加而减小,导致总电阻随压力增加而减小。在3.0GPa以下,BiVO₄样品的电输运机制是离子导电。尽管在压力作用下氧离子迁移通道变得越来越窄,直至3.0GPa时完全关闭,但随着压力的增加,离子电阻依然降低,原因是压力抑制了晶格对离子迁移的散射行为,导致氧离子迁移速率增加。5、通过分析弛豫频率随压力的变化,发现在3.0GPa时,弛豫频率增加了一个数量级。表明在压力诱导离子-电子转变后,BiVO₄在受到电信号干扰后恢复到平衡状态的速度加快,符合电子迁移率比离子迁移率高很多的普遍认识。这也可以被认为是BiVO₄样品在高压下发生离子-电子导电转变的另一个证据。