随着数据信息的迅速膨胀,基于冯·诺依曼架构的现代计算机正面临着严峻的挑战,人们对各类信息存储的需求随着计算机技术的飞速发展而日益地增加。然而,传统存储器的存储速度以及存储容量都已无法满足人们对存储需求的爆发式增长,因此开展对新型存储器的研究迫在眉睫。近年来,国内外各项研究成果表明,忆阻器（或称为阻变存储器）是非易失性存储器的候选者。研究发现,与现有存储器相比,它的功耗更小,同时,由于忆阻器可以模拟人脑兼具存储和计算的功能,使得冯·诺依曼架构被突破。但传统忆阻器内部导电细丝的形成与断裂是极其不稳定的,因此很难真实地模拟神经突触的功能,该问题阻碍了忆阻器在神经突触仿生方面的发展。研究发现,铁电忆阻器的铁电薄膜极化翻转决定了其电阻的变化,具有性能稳定、低功耗以及灵活的可塑性等特点,从而克服了传统忆阻器的缺点。本文研究了三种金属氧化物铁电薄膜的忆阻器:首先,对Bi2WO6（BWO）薄膜的生长和铁电特性进行了深入研究,另外,探究了Sm掺杂BiFeO3(Bi0.9Sm0.1FeO3,BSFO)的铁电薄膜忆阻器的忆阻特性和阻变机制,最后,在P+型Si衬底上制备了Al掺杂HfO2（Al:HfO2,HfAlO）新型铁电薄膜的忆阻器并对其进行深入的研究。其详细内容如下:1.基于BWO的铁电薄膜忆阻器:在本文中,对BWO薄膜的生长条件进行了研究,并使用原子力显微镜（AFM）和压电力显微镜（PFM）技术表征了BWO薄膜的铁电性。其次对忆阻器进行电学性能测试,得到了该器件的伏安特性（IV）曲线,并且器件的高低电阻保持时间可持续10~4s,器件的高低电阻比(ROFF/RON)可以达到10,显示了良好的阻变特性。不仅如此,还深入研究了BWO铁电忆阻器的忆阻性能以及模拟了大脑突触的学习性能,为下一步的研究提供了值得参考的价值。2.基于BSFO的铁电薄膜忆阻器:该项研究表明,在Pd顶电极和LSMO底电极的BSFO异质结构中显示了铁电电阻开关行为。其次对忆阻器进行电学性能测试,在IV曲线中读取到BSFO的铁电薄膜忆阻器的电流对比度约为10,并且BSFO铁电薄膜忆阻器成功模拟了生物突触的关键特征。通过研究证明了电极材料的功函数和界面肖特基势垒的形成对实现显著的电阻开关具有重要意义。这项研究证明BSFO人工突触支持各种长期可塑性功能并且对于未来非易失性存储器的应用具有广阔的前景。3.基于HfAlO的铁电薄膜忆阻器:本工作是制备并研究在P+型Si衬底上生长了6.5%Al掺杂HfO2（HfAlO）的铁电薄膜的忆阻器,随后通过对HfAlO铁电薄膜忆阻器进行电学性能测试得到了该器件的IV曲线,通过测试该器件的保持特性,得到了可以达到10的电阻开关比ROFF/RON。器件的开启电压主要集中在1.3 V。器件的关闭电压主要集中在-2.1 V。IV曲线可以重复70次的循环扫描,表现出良好的重复性和均匀性。此外,我们还研究了不同脉冲参数的调制下对HfAlO铁电薄膜忆阻器电导的影响,另外,深入地研究并探讨了HfAlO铁电薄膜忆阻器对突触学习行为的仿生。该研究结果对未来的新型存储器以及类脑芯片的研究奠定了基础。