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随着科技的飞速发展和人们生活节奏的不断加快，每年都产生大量的信息，其中有大量的有用信息需要存储起来，因而对存储器的要求越来越高。新兴的电阻式随机存储器以其结构简单、读/写速度快、存储密度高、低功耗、与COMS工艺兼容性好等优势而受到人们的青睐。目前RRAM还处在实验室研究阶段，有很多性能有待研究与开发。由于RRAM器件电阻转变的物理机制尚不清楚，RRAM器件电阻态的稳定性、转变电压的均匀性和疲劳性仍存在诸多问题，因此难以满足实用化的要求。本论文针对RRAM研究的热点，选择具备阻变存储性能的Pr0.7Ca0.3MnO3和ZnO薄膜进行研究。1、在PCMO薄膜材料的阻变存储性能研究中，首先以Pt做底电极，制备多种活性顶电极，研究不同活性金属顶电极对其存储性能的影响。通过阻变测试中各种性能的比较，最终选择活性金属Ti做顶电极材料。在此基础上，采用室温下导电且与PCMO结构类似的La0.67Sr0.33MnO3做底电极材料，制备成Ti/PCMO/LSMO异质结。LSMO的晶格常数与PCMO的晶格常数非常接近，做底电极材料不仅可以有效地避免PCMO薄膜与Pt直接接触时产生的高密度的界面缺陷，且在电阻转变过程中，LSMO可做PCMO薄膜的蓄氧池，为PCMO层提供更多的氧离子，使得顶电极Ti与PCMO界面形成的TiOx层变厚，增大PCMO薄膜的电阻转变比率，改善其保持性，提高其疲劳特性。2、目前ZnO薄膜材料阻变性能的研究结果表明，Ag/ZnO/Pt异质结的第一次I-V循环过程中电阻发生转变的电压和随后电阻转变过程中的SET及RESET电压分布过于弥散，正负交替的电脉冲激励下电阻转变疲劳性很差，其原因主要是ZnO薄膜中导电细丝通路的形成和断裂非常随机，不易控制。本论文针对ZnO薄膜在阻变过程中转变电压不均匀、保持性和疲劳性差等问题，利用脉冲激光沉积技术人为地在底电极Pt与转变层ZnO薄膜之间添加不同活性的金属纳米颗粒，分别考察金属Ag、Al和Ti纳米颗粒对ZnO薄膜阻变性能的影响。在底电极Pt与转变层ZnO之间添加不易氧化的金属Ag纳米颗粒后，降低了导电细丝通路的随机性。随着金属Ag纳米颗粒的增加，产生的导电细丝过多，就会使得某些细丝不稳定，疲劳性测试中，高阻值也出现了较大的波动。人为添加金属Al纳米颗粒之后，同样达到了改善ZnO薄膜阻变性能的目的，金属Al极易氧化，密度过小时，一部分Al纳米颗粒在沉积过程中可能就被氧化了，只有很少一部分颗粒起到了作用。在底电极Pt与转变层ZnO薄膜之间添加活泼性介于Al和Ag之间的Ti纳米颗粒。其效果要优于Ag和Al纳米颗粒，不仅使得Ag/ZnO-Ti/Pt异质结的转变电压降低，且分布集中，保持性以及疲劳特性也都得到了进一步的改善。在添加适当密度的纳米颗粒之后，凸起的高传导性金属颗粒点对电流起到了诱导作用，使得传导细丝通路一致性得到极大提高，从而改善了存储性能。