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阻变存储器（RRAM），由于具有功耗低，读写速度快，可擦写次数多等优点，成为下一代不挥发存储技术的重要候选者。二氧化铪(HfO2)是半导体产业中一种重要的二元过渡金属氧化物材料，也是RRAM器件的重要阻变材料。本文主要利用材料工作室中的Castep模块，利用第一性原理计算研究了HfO2中氧空位性质，预测了其对RRAM性能的影响。单晶HfO2有单斜(m-)，立方(c-)，四方(t-)三种晶相，我们计算了完整与含有中性氧空位这两种条件下各晶相HfO2的能带结构与态密度，发现三种晶相的HfO2中，氧空位的引入会在禁带中产生陷阱能级，电子能够在这些陷阱能级之间跃迁。当大量氧空位聚集时，这些陷阱能级便提供了一条电子的通道，使得HfO2成为低阻态。计算了氧空位的形成能，发现c-，t-HfO2两种晶相中，氧空位的形成能分别为7.56eV和6.37eV，要远低于m-HfO2(三配位空位12.34eV，四配位空位为12.24eV)，这意味着基于这两种晶相的器件的electroforming过程更容易完成。计算了三种晶相HfO2中氧空位的跃迁势垒，发现c-，t-HfO2两种晶相中，氧空位的跃迁势垒分别为1.20eV，0.93eV和1.35eV（t-HfO2中有两种跃迁路径），要明显低于m-HfO2（2.53eV，2.76eV和3.98eV，对应于三种跃迁路径），这意味着氧空位在c-，t-HfO2中迁移更为容易，相应的电阻转变过程也会更快，但是数据保持能力则要弱于m-HfO2。我们还研究了Y掺杂对各晶相HfO2氧空位性质的影响，发现Y掺杂后，氧空位所产生的缺陷能级会向导带底靠近，在Y掺杂c-HfO2中，缺陷能级已经与导带底相连，这意味着低阻态时材料将表现出类似金属的导电机制。此外，在三种晶相的HfO2中，Y掺杂都会极大的降低氧空位的形成能和跃迁势垒。同时Y掺杂能够使HfO2更倾向于氧空位形成能和跃迁势垒较低的c-，t-两相，因此其对RRAM器件性能的影响是双重的。