信息化革命推动了集成电路技术的快速发展,集成电路技术在当今的信息化时代已经扮演了重要的角色。此外,科学家和产业界人士对电子存储器件储存信息和数据处理等性能的要求也越来越高。就信息存储和处理这两方面来说,目前来说,小型化的电子存储器件备受科学家和产业界的关注。然而,随着电子存储器件体积的不断减小,该类电子存储器件的存储密度将接近其物理极限,同时,集成电路技术中“摩尔定律”的延续也即将陷入困境。传统信息存储和处理分离的计算机系统架构也遭受到“存储墙”等一系列的挑战。为了克服当前存储方面遇到的瓶颈,科学家正在寻找是否有新型的存储技术可以突破当前存储行业遇到的瓶颈,一直是科学家和产业界人士的梦想。然而,忆阻器件的出现让科学家和产业界人士看到了解决当前存储瓶颈的希望。忆阻器件作为电路中的第四种基本元器件,并且科学家将忆阻器件考虑为下一代新概念非易失性存储领域最有潜力的候选者之一。忆阻随机存储器件和其它类型的存储器件相比,其具有读写速度快、存储密度高、功率消耗低、且易于集成到电路中等优点。忆阻器件这些优越的性能可以满足下一代新型存储技术发展的需求。逻辑状态的运算和类脑神经形态的模拟计算等功能可以通过忆阻存储器件实现,此器件具有独特的优异功能,如将信息存储和处理功能集成到单个的元器件中。忆阻器件的兴起为将来大数据时代和信息化时代超高密度信息存储、高性能的相关计算和类脑人工智能神经网络的发展奠定了一定的基础。目前,忆阻器件的发展正处于蓬勃发展的时期,许多科研人员及产业界相关人士在该领域的研究方面也取得了卓越的成就。但是,截至目前,很少有人全面地开展忆阻器件基本理论、材料和忆阻器件在各方面应用潜力的研究。在本论文的研究工作中,主要开展了电极材料对无机纳米薄膜忆阻性能的影响机理研究及其应用的相关研究,主要分别以无机纳米钙钛矿型SrCoO₃薄膜材料和稀土金属Er₂O₃薄膜材料作为忆阻器件的功能层材料,研究该材料的忆阻特性并且分析了导电机理。具体的研究工作如下:1、研究了当钙钛矿型SrCoO₃薄膜材料作为忆阻器件的功能层时,制备了结构为Ti/SrCoO₃/Ti的忆阻器件,并且使用CHI-660E型电化学工作站仪器表征了该器件忆阻特性。为提高SrCoO₃薄膜材料的忆阻特性,向Ti/SrCoO₃/Ti结构器件的功能层SrCoO₃薄膜中嵌入不同含量的Ag。制备了结构为Ti/SrCoO₃/（Ag/SrCoO₃）_n/Ti（n=1,2,3）的忆阻器件,在制备的这些器件中观察到了多阶段多状态的忆阻效应。这些电子器件忆阻效应的出现被功能层中间逐步形成的导电通道解释。2、研究了不同种类的顶电极材料对钙钛矿型SrCoO₃薄膜材料忆阻特性的影响。对SrCoO₃薄膜材料而言,寻找出忆阻性能更优的器件结构,同时分析了不同种类的顶电极材料对该类忆阻器件导电机理的影响。初步阐明了顶电极材料对该器件忆阻性能及导电机理的影响。3、研究了当氧化铒（Er₂O₃）薄膜材料作为忆阻器件的功能层材料时,分别制备了结构为电极/Er₂O₃/电极（电极为Ag或ITO）的忆阻器件,器件的忆阻特性被CHI-660E型电化学工作站仪器表征。分析了不同种类的电极材料对Er₂O₃薄膜材料忆阻特性及导电机理的影响。通过研究发现当选用ITO材料作为忆阻器件的顶电极材料时,该器件电阻状态的转换方向为顺时针切换。当选用Ag作为该器件的顶电极材料时,该器件电阻状态的转换方向为逆时针切换。最后这些忆阻器件导电机理被功能层Er₂O₃薄膜中间产生的导电细丝通道的形成与断裂和界面之间势垒的变化解释。4、基于以上的研究工作,发现当Er₂O₃薄膜材料作为忆阻器件的功能层材料时,电极材料可以调控忆阻器件开关转换方向的特性。制备了Ag/Er₂O₃/ITO/Er₂O₃/Ag多层结构的忆阻器件,随后使用CHI-660E型电化学工作站测试系统表征了该忆阻器件的忆阻特性,发现该电子器件呈现出了互补型的忆阻效应。互补型的忆阻效应可以解决当前因电流串扰而带来数据误读的问题。