随着信息社会地发展,数字信息地巨大增长,对信息存储和计算处理的要求日益剧增,具有存储和计算一体的忆阻器在研究学者们中间掀起了热潮。由于记忆性、低能耗、高速和CMOS兼容性等特点,忆阻器在未来存储和神经形态计算技术方面具有巨大的潜力。忆阻材料中,基于稳定性、无毒无害、环境兼容性好和低生产成本等特点,TiO2引起了人们的广泛关注。水热法制备TiO2薄膜工艺简单、成本低、环境友好且形貌易控、无污染,适合大规模生产,但是很少有人系统的探究水热工艺因素对于TiO2薄膜结构、形貌以及忆阻性能的影响。同时,目前TiO2忆阻器也存在很多问题,比如忆阻性能不稳定、无法实现大规模商业化生产等,因此,改善和提高TiO2薄膜忆阻性能也极为重要。以下为本文的主要内容:（1）通过单因素和正交实验在FTO导电玻璃上制备TiO2纳米薄膜,探究水热工艺对制备的TiO2纳米薄膜功能层的结构、表面形貌的影响,以Forming电压为优化指标,对水热工艺参数（水热温度、钛酸四丁酯与盐酸的体积百分比、盐酸浓度、水热时间）进行优化,得到优化工艺参数为:水热温度为140℃,钛酸四丁酯与盐酸的体积百分比为1.5%,盐酸浓度为7 mol/L,水热时间为4 h。（2）以正交实验优化的水热工艺参数为基础,通过单因素法制备N掺杂TiO2纳米薄膜,结合表征结果分析得到最优掺杂N浓度。实验结果表明,当加入的氨水浓度为2 mol/L时,器件的Forming电压最低,为2.3 V。（3）利用离子溅射仪在优化水热参数下制备的TiO2纳米薄膜上制备Au上电极,成功制备了FTO/TiO2/Au忆阻器件,通过半导体参数分析仪分析了其I-V特性,其Forming电压为2.9 V,set电压为2.5 V,reset电压为-3.1 V,高低阻比值为25;同时,成功制备了FTO/N:TiO2/Au忆阻器件,相比于未掺杂器件,N掺杂器件表现出更为稳定的电阻状态,FTO/N:TiO2/Au器件的Forming电压、set电压、reset电压均降低,分别为2.3 V、1.1 V、-1.5 V。其高低阻比值为105,是未掺杂器件的4倍多,且在多个周期内保持稳定的开关电压。（4）通过在双对数坐标下对器件的I-V特性曲线进行分段线性拟合,分析了FTO/TiO2/Au和FTO/N:TiO2/Au器件的导电机制,结果表明,N掺杂不改变器件的导电机制,二者均在LRS时遵循欧姆传导机制,在HRS时遵循陷阱控制的SCLC导电机制。