近日，我校电子与信息工程学院李玉强副教授和宁平凡副教授在III-VI族化合物半导体碲化铟（InTe）的高压物理特性研究方向取得重要进展。相关研究成果以“Metallization and photoconductivity properties of InTe under high pressure”为题，发表于材料应用领域的高水平期刊Applied Materials Today, 2026, 48, 103001（中科院二区SCI，影响因子6.9）。
碲化铟作为一种窄带隙和高迁移率的III-VI族半导体，在近红外探测、锂离子电池负极材料及热电能量转换等领域展现出广阔的应用前景。高压作为一种纯净的外场调控手段，可在不引入化学掺杂的情况下，有效调控材料的晶格结构、电子能带及电输运行为，诱导出金属化和超导等新物态。近年来，高压下InTe的结构相变已被广泛研究，但金属化相变前后的电输运行为以及电输运参数如电阻率温度系数、载流子浓度和霍尔效应等对金属化相变的影响机制尚不明确，制约了其在特殊环境下的器件开发与应用，尤其光与压力协同调控其电子态与导电行为的机理仍有待深入探索。
图. 光-压协同调控下InTe的光电导与金属化特性示意图
在前期工作中，该研究团队利用发展和改进的金刚石对顶砧表面集成的薄膜金属钨微电路技术（Materials Today Chemistry, 2025, 48, 102972），已实现对半导体材料的金属化压力确定和电学参数的原位测量（Applied Materials Today, 2024, 37, 102129）。该工作在前期研究基础上，通过第一性原理计算与原位高压电学实验相结合，揭示了III-VI族化合物半导体InTe在高压下的金属化相变行为及其光电导响应特性，发现了光压协同可显著降低金属化压力阈值的现象。通过高压下InTe电阻率、霍尔系数、载流子浓度及迁移率的原位测量，发现在绿光激发下金属化压力阈值降至4.4 GPa，低于纯压力条件下的5.0 GPa。压力与光的协同作用还提升了光生载流子生成效率，强化了光电导响应，从而降低了金属化所需的临界压力；同时计算和模拟了高压下InTe的能带结构、态密度及电子态演化特性，理论和实验上共同证实了金属化相变。该工作阐明了InTe在极端条件下的电输运行为与光电导特性，这种效应可以用来设计光控高压开关或调制器件，为碲化物基光电探测器和热电材料等新型功能器件的开发奠定了重要理论基础，提供了关键技术支撑。
该研究成果由天津工业大学电子与信息工程学院主导完成，完成单位包括天津大学、聚灿光电科技（宿迁）有限公司和天津工业大学沧州研究院，是我院践行和深化校企合作和产教融合的又一典型工作。该论文第一作者为李玉强副教授，第二作者我院硕士研究生张萍萍完成了理论计算相关工作，通讯作者为李玉强副教授和宁平凡副教授。该研究工作得到国家自然科学基金项目、天津市科技计划项目、河北省自然科学基金项目等课题资助。
（撰稿：李玉强 审稿：牛萍娟）
