人工智能、机器学习等新兴领域的相关需求驱使忆阻器的研究向系统化、应用化深入推进。忆阻器在多种人工智能项目中具有集成度高、数据规模大等特点,因此高性能忆阻器的研究需求迫切,备受关注,目前基于交叉阵列（crossbar array）的忆阻器研究仍面临两个关键问题:功耗和交叉阵列的串扰。文献指出氮化铝基忆阻器在降低转变电压和电流方面具有一定的潜在优势,利于低功耗实现。然而,目前氮化铝基忆阻器在厚度、氮含量等方面的研究仍需优化和深入,且对其尺寸微缩机理与忆阻行为机理尚不清楚,忆阻器的串扰抑制能力亟待探索。基于上述需求,本文对氮化铝基交叉点（cross-point）忆阻器的构建与电学特性展开研究。具体如下:本文基于（002）取向的氮化铝薄膜构建了TiN/AlN/W结构交叉点忆阻器件单元,详细讨论了氮含量对器件特性的影响。电特性测试结果表明,氮含量23.13%时器件表现出最小的操作电流和最大的开关比,呈现缓变型自限流电阻转变特征,转变电压仅为-0.55 V/1.12 V,开关比约为9.4,操作速度为50μs,具有较好的循环一致性和保持特性。在多组连续激发脉冲刺激下,器件可实现有效稳定的电导增强/抑制功能,基于归一化电导算得忆阻器电导线性度为0.57。结合器件电特性和相关物理表征探索了器件导电机理,忆阻器的初始化过程通过氮空位导电丝完成,缓变型电阻转变则通过电极界面附近的空位相关缺陷实现。基于氮浓度梯度构建的TiN/AlN1-x/AlN/W忆阻器件单元,忆阻器的可靠性提高18倍,在开关比确保一个数量级的条件下获得更大的电导调制范围。本文基于高氮含量AlN构建了一种交叉点忆阻器,主要优化了电极材料、讨论了尺寸微缩下电性能的影响,并实现了器件操作的自选通。器件电特性结果表明,在10μA限流下Al电极对导电丝具有更好的可控性,可实现较低功耗且具有较窄的高低电阻值分布。微缩化器件性能对比表明,3μm Al/AlN/W忆阻器具有0.57 V的转变电压,开关比为1.06×10~2,具备良好的一致性与非易失性;导电机制分析揭示了忆阻器电阻转变由氮空位导电丝的构建与断裂。在串扰抑制方面,通过控制测试参数实现Al/AlN/W忆阻器的自选通模式,该模式下set电压为1.14 V,开关比为约74.70,整流比约为67.23,最大有效阵列规模从4提升至253,具有较高的漏电流抑制能力。总之,本文在优化氮化铝氮含量基础上构建了交叉点忆阻器,模拟了氮化铝基忆阻器的神经形态特性,实现了低功耗操作与抑制串扰的微缩化器件构建。