忆阻器（Memristor）作为第四种基本电路元件,被广泛应用于信息存储、逻辑运算、神经网络、机器学习等众多领域,现今已经成为研究热点。传统器件存在着开关电压分布不够集中、开关速度慢等缺点,这严重的影响了忆阻器的发展。叠层结构忆阻器能使导电细丝更容易在叠层交界面处形成与断裂,进而改善开关特性,因此本文提出了基于Pt和Cu底电极的叠层忆阻器。同时,二维材料在宏观上非常薄,GeS具有较宽的禁带宽度,因此在晶体管中得到了广泛的应用,特别是在栅极控制能力方面。近些年来,科研工作者在二维材料忆阻器方面取得了很好的科研成果。因此,本文基于GeS材料作为中间层,并以Pt和Cu底部电极,制备叠层忆阻器,研究其电学特性,并对神经突触权重功能进行仿真,分析了导电机制。主要内容如下:首先,制备结构为Cu/GeS/Pt和Cu/Hf0.5Zr0.5O2（HZO）/GeS/Pt的忆阻器,获得了典型的忆阻电学性能。通过插入氧化物HZO实现的叠层结构器件,改善了原有Cu/GeS/Cu结构器件的漏电流,获得了较低的开关电压（0.2V和-0.1V）和较快的开启速度（10ns）,并且高低阻比值能够达到105。使用正负脉冲序列调控了器件的电导,探索了基于突触权重的尖峰时间依赖可塑性（Spike Timing Dependent Plasticity,STDP）和双脉冲易化（Paired Pulse Facilitation,PPF）的模拟,探究了Cu/HZO/GeS/Pt器件功能实现的物理机制。其次,采用价格低廉且延展性好的Cu作为电极制备了Cu/HZO/GeS/Cu,获得了优异的忆阻器件特性。正负双向脉冲方波序列可以应用于忆阻器以调节电导,达到模拟生物突触权重的目的。本研究使用的STDP波形具有指数衰减特性,更加贴近生物神经信号,对今后忆阻器的Cu互连集成以及神经突触仿真具有研究意义。最后,研究了基于忆阻器的蕴含逻辑,以两个Cu/HZO/GeS/Pt器件并联再与电阻串联的方式搭建蕴含逻辑电路,实验结果同蕴含逻辑的真值表相符,实现了蕴含逻辑的计算与存储相结合的操作,与传统晶体管电路相比,降低了器件的使用量,能够降低运算系统的功耗。同时蕴含逻辑与传统逻辑门有关联,这将有助于忆阻器在逻辑运算方面的应用。