忆阻器是一种具有记忆功能的无源电子器件,它具有电阻的量纲,但其忆阻值与输入电流或电压的作用历史密切相关。忆阻器被定义为除了电阻、电容和电感之外的第四类基本电路元器件。忆阻器在很多领域,特别是计算机运算存储研究和神经突触网络研究中可以发挥巨大作用,人们对于忆阻器研究的关注也与日俱增。作为新型的宽禁带半导体材料,六方氮化硼（h-BN）具有高热导率和热膨胀系数、极强的热稳定性和化学稳定性以及极高的电阻率,是制备忆阻器的一种优选材料。然而迄今为止,使用六方氮化硼作为忆阻器的介质材料来制备忆阻器的研究仍刚刚起步,文献报道还相对较少。本文主要开展了两方面的研究工作,一方面涉及忆阻器特性的模拟仿真研究,另一方面包括基于二维h-BN薄膜的忆阻器的研制及其阻变特性的研究。关于忆阻器特性的模拟仿真研究,首先,对惠普忆阻器的电学特性进行了理论分析,得到了其忆阻值M（t）与电荷q（t）的关系,基于该模型,进行了matlab仿真分析,得到了忆阻器的I-V特性曲线,发现忆阻器的I-V曲线呈现滞回特性,随着输入信号频率的增加,忆阻器的滞回特性愈发不明显。其次,基于惠普忆阻器模型设计了忆阻器的等效电路模型,等效电路模型的I-V关系式与惠普忆阻器的关系式相对应。使用PSPICE软件对所设计的等效电路进行了仿真,得到了电路的I-V曲线,随着输入信号频率的增加,等效电路的滞回特性变得不明显,与matlab仿真得到的结果一致。最后,基于“雷实验”平台进行了非实验室环境下的虚拟仪器与实际器件相结合的忆阻器模拟电路模型的仿真和电路搭建。本文另一方面的重要研究工作是研制了基于h-BN薄膜的实际忆阻器原型器件,并研究了其阻变特性和阻变机理。设计了基于h-BN二维薄膜材料的金属-绝缘层-金属（MIM）的垂直结构忆阻器,采用蒸镀、热退火等半导体工艺制备了忆阻器的顶电极,顶电极采用了Al和Au两种材料,为阵列的圆形电极。底电极则直接采用用于h-BN薄膜生长的铜箔衬底,在使器件制备更加简便的同时减少工艺步骤对于薄膜的影响。对所研制的忆阻器原型器件开展了忆阻特性的实验研究和机理分析。首先对器件结构为Al/h-BN/Cu的器件进行了测试,在1.09V时发生预击穿（forming）过程,继续测试得到了单极型阻变特性的I-V曲线,多次测量发现器件的复位电压较为稳定,集中在0.4V左右,而置位电压相比之下则不是很稳定,浮动区间在2.2V-2.8V。单极型的忆阻特性主要与介质材料中导电丝的形成以及焦耳热引起的导电丝断裂有关。其次,对器件结构为Au/h-BN/Cu的样品进行了测试,在外加偏压为4.7V时发生forming过程,继续测试得到了双极型阻变特性的I-V曲线,对忆阻器件进行多次重复循环加压,可以看到器件的重复性良好。对双极型器件的I-V特性进行拟合,拟合结果与空间电荷限制电流（SCLC）效应相吻合,根据SCLC效应进行分析可以推断所制备忆阻器的双极型阻变特性主要归因于材料内部所形成的缺陷对电子的捕获和释放过程。