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阻变随机存储器（Resistance Random Access Memory,RRAM）是通过器件的电阻态可逆变化进行数据存储的一类存储器。它以简单器件构成（金属-阻变层-金属）、无损的数据读写方式、非易失性的存储特性、高的存储密度和操作速度、低功耗等优势被作为最有价值的新型非易失存储器。RRAM的非易失性阻变特性与器件中的阻变层有着紧密联系。现如今已经在很多的材料中发现了非易失的阻变特性。其中,钙钛矿结构氧化物作为一类具有独特物理化学性质的功能材料,有助于实现RRAM功能多元化、器件集成化,故而成为RRAM中被广泛研究的一类材料。虽然至今为止,关于钙钛矿结构氧化物的阻变存储报道数量不少,但对于其中的阻变物理机制却众说纷纭。由于缺乏普适的物理机制,不利于钙钛矿结构氧化物材料在RRAM中的设计、控制和应用。本论文从同种结构材料应有普适物理机制的观点出发,基于钙钛矿结构的材料,采用了异于传统RRAM制备工艺的制备方法——水热外延,以无机→无机-有机体系为研究思路,以铁电（CaTiO3）薄膜、多铁（Bi Fe O3）薄膜、（CH3NH3）2Fe Cl4（MAFC）为具体研究对象,系统地探究了钙钛矿结构水热外延薄膜的阻变特性根源及其阻变物理机制。获得的结果概括如下:1.在利用水热外延方法首次获得CaTiO3薄膜的基础上,通过对Pt/CaTiO3/Nb:Sr Ti O3元件的I-V测试,观察到了稳定的非易失双极阻变特性。该双极阻变电导行为满足空间电荷限制电流SCLC（Space Charge Limited Current）的传导机制。充当SCLC机制中“捕获中心（Trap Centers）”的是CaTiO3薄膜中大量的氧空位。在直流偏压的作用下,薄膜中氧空位对自电极而来的注入电子实施了捕获及释放的操作,完成了Trapping及Detrapping过程。2.为验证SCLC机制在其它钙钛矿结构氧化物水热外延薄膜中的普适性,我们又制备了高质量的Bi Fe O3薄膜,并首次在Pt/Bi Fe O3/Nb:Sr Ti O3中观测到了三态的双极阻变特性,同时,证实器件中的阻变行为依然与薄膜中大量的空位氧有直接关系,满足SCLC的传导机制。此外,Pt/Bi Fe O3界面处Shottky势垒高度和宽度随扫描偏压的变化亦对其阻变有贡献。该工作为Pt/Bi Fe O3/Nb:Sr Ti O3阻变元件实现多值存储奠定了实验基础。3.基于上述两个工作,在获得了高结晶度类钙钛矿结构的MAFC晶体基础上,首次在Ag/MAFC/Cu元件中观测到了非易失的双极阻变特性。该特性与器件在扫描偏压作用下Ag/MAFC或Cu/MAFC界面处氧化层的形成与消散有关。4.在上一工作的研究过程中,我们发现MAFC晶体中的磁状态对外磁场有着很强的依赖性,并随外加磁场的不同表现出两种磁状态——弱的铁磁有序和反铁磁有序。这与该晶体在外磁场中磁性原子间长程超交换作用产生的反铁磁倾斜有关。与此同时,发现MAFC在外加电场的作用下会发生铁电极化。MAFC中磁电共存的发现为单相多铁的研究提供了一种新途径。