自从2008年惠普实验室提出了忆阻器的模型并构建了实物以来,科学家们对于忆阻器的研究就从来没有停止过,忆阻器因它的阻值可变性、非易失性、纳米级尺寸等得天独厚的优势成了各个领域科学家们青睐的对象,在人工智能、混沌电路、人工神经网络等方面都有广泛的应用。因忆阻器的特性与生物突触的功能很相似,且功耗低、尺寸小,将忆阻器用于生物突触功能的模拟是最合适不过了,相对于传统的用CMOS晶体管构造的电路来说减小了电路的复杂度、降低了功耗,所以用忆阻器代替突触来构造神经网络电路进行人类大脑功能的模拟有很大的发展前景。本文分析了忆阻器的理论特性,介绍了几种忆阻器模型,简要概括了忆阻器实物的制备方法和过程,鉴于忆阻器与生物突触的相似性创建了突触电路进行仿真,并进行实物验证,创建了基于忆阻器的识别电路、召回电路、竞争电路与逻辑门电路,进行仿真和分析,并进行实物焊接进行理论结果的验证。本文的研究内容包括下面的四个部分:(1)介绍了忆阻器实物制备的方法和过程,对忆阻器实物进行测试得到典型的V-I滞回曲线,证明了本实验室制备的忆阻器实物的可行性。(2)创建基于忆阻器的突触电路并在PSPICE软件上进行仿真,进行突触电路的实物焊接,用本实验室制备的忆阻器代替突触功能,进行测试与调试,证明忆阻器可以进行突触功能的模拟。(3)创建基于忆阻器的识别电路与召回电路并进行仿真,识别电路进行学习后可以通过水果的某个特征对此种水果进行识别,召回电路进行学习后可以对水果的某个特征进行召回,这是电路的学习过程,一段时间后会产生遗忘。进行识别电路和召回电路硬件电路的焊接和调试,结果证明电路具有很好的学习和遗忘功能,为人工神经网络模拟人类更复杂的行为奠定了良好的基础。(4)创建应用于竞争电路的基于忆阻器的突触电路进行数据的存储,对三个胜者通吃电路进行组合完成竞争过程的实现,对胜者通吃电路进行硬件电路的焊接、测试与调试,将各部分组合成竞争神经网络电路,可以更好的进行图像识别方面的应用。(5)将忆阻器应用于逻辑门电路,进行基于忆阻器的与门、或门的构建并进行仿真,进行实物电路的焊接、测试与调试,证明忆阻器在逻辑门电路领域应用的可行性。