随着科技的进步和信息技术的发展,存储器在现代社会的重要性日益凸显,市场对于数据传输、数据处理等多方面的需求也不断增长,传统的flash存储器已经遇到可缩小性、存储容量、功耗等诸多方面的瓶颈。新型非易失性存储器凭借其优越的性能逐渐占据存储器领域的重要位置,其中阻变存储器（RRAM）具有擦写速度快、存储密度高、重复擦写次数高、多值存储和三维存储潜力等众多优点,激起了学术界的广泛关注。但是目前RRAM器件的阻变机理还不明确,对阻变机理的研究显得尤为重要。此外,在高密度集成的阵列中,热串扰对RRAM器件的电阻转变特性有重要影响,直接关系到阻态的保持特性、擦写特性等,甚至可能引起器件存储内容的丢失,这一问题也很值得研究。本文通过有限元方法对阻变存储器的阻变机制及三维交叉阵列中的热串扰问题进行了理论研究。本文首先对1S1R结构的三维交叉阵列进行了有限元建模与分析,系统研究了其热串扰现象。比较了1R结构和1S1R结构的瞬态热效应规律,并研究了阵列中单元的间距、材料参数、操作电流、选通管电阻等方面对热串扰的影响规律,发现随着单元间距的减小,热串扰将变得更严重,而增加隔离材料的热导率、降低RESET电流、增加选通管的低阻态阻值均有利于为降低阵列间的热串扰,为优化1S1R结构的RRAM阵列设计提供了依据。本文也建立了氧空位耦合的电热模型,对RRAM单个器件的阻变过程进行了模拟,从电场、温度、氧空位的迁移等多方面解释了电阻转变的机理,并得到了和实验一致的I-V曲线,验证了氧空位导电细丝阻变理论的合理性。