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近几年,新型非挥发性存储器,例如RRAM（Resistive Random Access Memory, RRAM）,在下一代存储设备中的应用中引起了广泛的关注。基于二元过渡金属氧化物材料的电阻式随机存取存储器,表现出功耗低、尺寸小、存储单元结构简单、读写能力更快,与CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS）兼容性更好等特性。本论文主要研究TiO2薄膜的电阻开关特性。采用超高真空多功能磁控溅射系统制备TiO2纳米颗粒薄膜,并利用原子力显微镜（Atomic Force Microscope, AFM）,X射线衍射仪（X-ray Diffraction, XRD）,半导体参数分析仪（Semiconductor Parameter Analyzer, SPA）等分别对其表面形貌、微观结构、开关特性进行表征分析。首先,本文研究了基底温度变化对TiO2薄膜结构和开关特性的影响。电学测试表明,随着基底温度从200℃增加至300℃,薄膜从低阻态到高阻态的过程逐渐变得不稳定,最后在300℃时阻变可逆性消失。室温生长的薄膜表现出稳定的阻变过程,350℃生长的TiO2薄膜与室温生长的相比,表现出更稳定的reset过程,且set和reset电压分别为0.58V和0.45V。其次,研究了不同的氧氩比对氧化钛薄膜电阻开关特性的影响。电学测试表明氧含量为10%的薄膜样品表现出相对稳定的电阻开关特性,并出现了可重复的单双极转变特性。最后,研究了不同的下电极材料对TiO2薄膜阻变极性和开关机制的影响。研究发现,由于Cu与TiO2形成较高的肖特基势垒,Cu/TiO2/Cu结构具有稳定可逆的单极阻变特性,并且兼有SCLC和肖特基发射两种机制。由于Ag与TiO2形成较低的肖特基势垒,实验只观测到Cu/TiO2/Ag结构的双极阻变现象。对于Al,由于界面处的氧化还原反应,没有发生电阻的转变。Cu/TiO2/W器件在两次switching之后,薄膜表现为欧姆特性。Ti与TiO2薄膜界面处生成TiO。总之,本论文研究了沉积工艺条件对TiO2薄膜开关特性的影响,并通过溅射不同的下电极对TiO2薄膜的阻变机制进行了初步性探索,为下一步阻变存储器的研究奠定了基础。