利用磁控溅射薄膜沉积技术、微加工技术和离子刻蚀等技术制备了金属（Au、Ag和Ti）/Nb:SrTiO₃结构的存储单元器件。通过对不同金属/Nb:SrTiO₃存储单元器件界面阻变性能的分析,以及分析外界条件，比如温度变化、退火工艺等对阻变性能的影响，研究了基于金属/n型半导体结构的肖特基势垒阻变存储单元器件的阻变性能及机理。论文的主要内容及取得的成果如下：1.在Nb:SrTiO₃（NSTO）（100）单晶衬底上沉积了金属电极材料Ti和Ag薄膜，制备了Ag/NSTO/Ti的结构器件,并对其阻变性能进行了研究。研究结果表明，Ti/NSTO界面是欧姆接触，阻变行为主要来自于Ag/NSTO界面。Ag/NSTO/Ti结构表现出了很好的多级存储性能，但是由于高低阻态的保持特性比较差，阻碍了其应用前景。2.在Nb:SrTiO₃（NSTO）（100）单晶衬底上沉积了金属电极材料Au和Ti薄膜，制备了Au/NSTO/Ti的结构器件，并对其阻变性能进行了研究。结果表明，Au/NSTO/Ti很难实现多级存储，但是可以实现稳定的二级存储，并且，这种结构器件的阻变行为只发生在180K以上，低温下无阻变效应发生。其高阻态表现为金属行为，低阻态表现为半导体行为。虽然高阻态的保持特性比较好，但是由于低阻态的保持特并不好，也无法满足现实的需要。3.在Nb:SrTiO₃（NSTO）（100）的单晶衬底上沉积了金属电极材料Ag和Au薄膜，制备了Ag/NSTO/Au结构。与前两种结构相比，Ag/NSTO/Au结构不但表现出了多级存储行为，其阻变性能（存储窗口、保持特性、抗疲劳特性、多值存储特性等性能）明显优越于金属（Ag、Au）/NSTO/Ti结构构成的器件，具有很好的应用前景。4.通过对以上几种结构器件的研究和分析，认为界面中氧空位在外加电场的作用下对电子的捕获和释放是阻变效应发生的根本原因，且肖特基势垒的高度和宽度对阻变性能都产生了很大的影响。通过改变NSTO衬底的氧空位浓度可以调控金属/Nb:SrTiO₃界面处所形成的肖特基势垒的高度和宽度，进而改变这类结构器件的阻变性能。其中在具有不同氧气浓度的环境下退火是实现氧空位浓度发生变化的一种可行性工艺。综上，双肖特基势垒的结构使阻变存储单元的性能大大提高。