传统的以电荷为存储媒介的存储器,随着工艺尺寸的缩小其面临着微缩极限的问题。因此研究新型的非易失性存储器是很有必要的。由于具有结构简单、便于集成和功耗低等优点,阻变存储器成为了下一代非易失性存储器的候选者之一。而其中以金属导电丝导电的导电桥阻变存储器（CBRAM）,具有响应速度快、循环特性好和多值存储等特点,成为现今阻变存储器研究的热点之一。在神经形态计算和人工神经网络应用方面,理解和控制金属导电丝的生长是非常关键的。同时对金属导电丝机理的研究也有助于CBRAM的商业化生产和应用。本文运用第一性原理计算的方法对CBRAM中金属导电丝的形成机理进行了理论研究。首先,结合已有的实验结果我们探索了Ag导电丝在GeSe、ZrO₂、SiO₂和a-Si四种材料中不同生长模式背后的物理机制。发现Ag离子在材料中的稳定性、迁移势垒以及极化作用强弱,对导电丝的生长模式起着关键的作用。基于此我们对四种材料中导电丝的生长模式做出了解释,特别是对溅射SiO₂和PECVD制备SiO₂中不同的导电丝生长模式进行了分析解释。其次,基于Ag导电丝细丝的分析,我们建模分析了Ni导电丝在这四种材料中的生长模式。发现Ni离子在材料中的稳定性、迁移势垒以及极化作用性质与Ag类似,因此我们预测Ni导电丝在四种材料中的生长模式和Ag导电丝相同。最后,结合Ag和Ni导电丝的分析,我们认为在CBRAM中功能层材料是影响金属导电丝生长模式的关键因素,金属导电丝材料的影响是微小的。