忆阻器是二端器件,同电阻一样,具有欧姆量纲(Ω),同时具有金属/绝缘体/金属这种简单的结构。忆阻器件有一系列优点,如速度快、功耗低以及兼容于传统的CMOS工艺等,并且忆阻器件对电阻有“记忆”特性,因此,它被广泛应用在数模电路、存储器以及神经网络等领域。本文首先讨论了忆阻器件的概念,分析了线性忆阻器件(Linear Memristor,LM)以及非线性忆阻器件(Non-linear Memristor,NLM)的I-V(电流-电压)特性,讨论了忆阻器件的阻变机制,在数学上为忆阻器件建立了边界漂移模型,最后简单介绍了忆阻器件的绝缘介质层和电极的材料体系。介绍了以HfO2材料为介质层的阻变随机存储器件(Resistive Random Access Memory,RRAM)的基本电学性能。简单地介绍了忆阻器件作为存储器核心材料的优势,制备了以HfO2材料为介质层的RRAM,利用Keithley4200-SCS测试并分析器件电学性能,包括I-V特性及可靠性。测试结果表明所制备的器件为双极型器件,具有较好的抗疲劳特性、数据保持能力等。介绍了以HfO2材料为介质层的RRAM的多值存储特性。包括4值存储以及8值存储的存储特性及其可靠性,并用导电细丝模型简单分析了器件可以进行多值存储的原因。测试结果表明器件具有较好的4值存储特性和可靠性,但对于8值存储,器件的某几个相邻阻态的阻值分布范围间隔比较小,不适宜用来进行8值存储。介绍了基于铟镓锌氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide,IGZO)薄膜材料的柔性RRAM的双脉冲易化(Paired Pulse Facilitation,PPF)现象,先对生物学中的PPF现象的相关知识进行了介绍,试制了基于IGZO薄膜材料的柔性RRAM,利用Keithley 4200-SCS对器件进行测试,对器件施加特定宽度、幅度和时间间隔的两次连续的脉冲,结果表明器件也具有和神经突触类似的PPF行为,然后测试并分析了脉冲时间间隔、脉冲幅度和宽度对器件PPF行为的影响,用导电细丝模型对其测试结果进行了解释,最后测试并分析了器件弯曲对PPF行为的影响。