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本论文以Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料砷化镓(GaAs)为研究对象,利用磁控溅射和薄膜光刻实验技术,通过在金刚石对顶砧(DAC)上集成微电路,对样品高压下的交流阻抗谱测量和原位电阻率测量进行研究。同时结合第一性原理计算方法,解释GaAs样品的结构相变和金属化现象微观机制,研究结果如下：第一、高压下GaAs交流阻抗谱测量：实验中只观察到晶粒的输运特征。12.3到13.0GPa的压力范围内,体电阻急剧下降了两个数量级,弛豫峰明显向高频方向移动,弛豫强度急剧减小。体电阻和弛豫频率的突变现象是由zb→Cmcm的结构相变所引起的。第二、高压下GaAs原位电阻率测量：加压过程中,12.0到13.0GPa的压力范围内,电阻率急剧下降三个数量级,这个电阻率的突变现象是由zb→Cmcm相的结构相变所引起的。相变过程中,原子位置重新排列,载流子浓度增加,导电能力增强。卸压过程中,电阻率在6.0GPa处急剧上升三个数量级,这是由Cmcm→zb的结构相变引起的。第三、高压下GaAs变温电阻率测量：12.0GPa以前,电阻率随着温度的升高而降低,表现为半导体特性。12.0GPa以后,电阻率随温度的升高而升高,表现为金属特性。因此可认定zb→Cmcm的结构相变是典型的半导体→金属的转变。通过变温电阻率实验结果能够拟合出激活能的值。70-200K的温度区间内,激活能相对较低,载流子很容易激发到较低的杂质能级。200K到常温的温度区间内,激活能较高,导致载流子很难进一步激发到更高的杂质能级。当压力趋近于13.0GPa时,两部分激活能差值趋于0,此时典型的半导体行为消失,能量势垒不存在。第四、GaAs的第一性原理计算：从焓随压力的变化关系可知,在12GPa发生zb→Cmcm的结构转变。能带结构计算说明,Cmcm相能带穿过费米能级,为金属相。态密度计算说明,Cmcm相中Ga原子的4s和4p态以及As原子的4s和4p态在压力作用下移动进入费米能级,并且在费米能级处发生强烈耦合。差分电荷密度计算则说明在zb相中,主要表现为共价性,电子局域性较强；Cmcm相中,共价性和金属性共存,并且随着压力的增加金属性增强,表现为金属行为。