近年来,基于大数据的人工智能技术,尤其是软件人工智能,得到了日新月异的发展。借鉴生物大脑神经网络存算一体化构架,实现非结构数据的高效处理,是目前硬件类脑智能的发展趋势。忆阻器凭借其与生物突触神经元相似的电学行为和简单的三明治结构,在类脑智能方面极具应用前景。然而目前研究的主流忆阻器材料为过渡金属氧化物薄膜材料,其本质上为刚性材料,在柔性器件应用中严重受限。近年来,为适应新一代电子产品柔性、透明、轻薄、便携等方面的进一步需求,二维材料因其具有原子级厚度,天然柔性,在制备超薄柔性的忆阻器中具有很大优势,成为忆阻器研究的新兴材料,受到了越来越多关注。本论文以二维WSe2为忆阻器材料,主要开展了以下研究:利用磁控溅射、机械剥离和PDMS定点转移的方法构筑了二维忆阻器件Pd/WSe2/Pd。采用氧等离子体处理调控WSe2的微观结构,引入非晶WO3-z,系统研究了气氛对器件阻变的影响规律,发现器件的阻变过程源于界面处氧空位的迁移导致的界面势垒的变化。在此基础上,采用Graphene为上下电极,研制了全二维Graphene/WSe2-xOy/Graphene忆阻器,系统研究了等离子体处理气氛和测试气氛对器件阻变性能的影响规律,发现界面处氧空位的迁移是该全二维忆阻器阻变的物理机制。并在此基础上了,通过调控不同的脉冲参数,成功模拟了多种突触可塑性,包括STP,LTP以及STP-LTP转变。尝试搭建了柔性全二维忆阻器Graphene/WSe2-xOy/Graphene/Polyimide,获得了与刚性器件可比的阻变性能,初步验证了柔性全二维忆阻器的可行性。该研究对下一代可穿戴、高柔韧性和透明忆阻器件的研究具有重要意义。