随着信息社会的发展，以智能手机为代表的便携式电子设备的普及，人们对于高速、高密度、低功耗的非挥发存储器的需求越来越高。目前占市场主导地位的闪存在22nm技术节点后尺寸难以进一步缩小，同时其在读写速度、操作电压和耐久性等特性的进一步提升遇到了很大的技术瓶颈。在此背景下，具有结构简单、高速、高密度等优势的基于电阻转变机制的新型非挥发存储器受到工业界和学术界的关注。经过近十年的研究，阻变存储器的性能得到提高，但器件参数离散、低操作电流与数据保持特性之间的矛盾、阻变微观机制的不清晰，可靠性模型的缺失等是影响其应用的瓶颈。本文以固态电解质基阻变存储器为研究对象，针对器件的低操作电流与数据保持特性之间的矛盾和阻变微观机制开展了的研究，主要工作包括:　　 (1)提出了一种新型的四端RRAM平面器件结构，采用上下电极实现器件的SET过程，采用左右电极实现器件的RESET过程。与常规两端RRAM器件相比，该方法通过垂直导电细丝的电场来溶断导电细丝，使得RESET过程中导电细丝不被导通，打破了RESET电流与导电细丝尺寸之间的依赖关系，在保证器件具有良好数据保持特性的同时，实现了nA量级的RESET电流。　　 (2)制备了不同类型固态电解质材料体系的平面型阻变存储器件，并通过微观表征技术（包括扫描电子显微镜SEM，原子力显微镜AFM和透射电子显微镜TEM），系统地研究了这些材料体系发生电阻转变的微观机理，获得了导电细丝生长的动态过程及其微观结构与成分信息，提出了基于局域氧化还原的导电细丝生长/破灭机制，解释了目前实验中观测到的现象。