由于信息化社会的高速深入发展,市场对高密度、低成本、高可靠性的存储硬件要求越来越严苛。忆阻器作为最具潜力的下一代非易失存储器,具有高速擦写、低功耗、结构简单、易于3D集成、逻辑运算、与现有CMOS工艺相兼容等优点。其优越的性能使得信息的存储与处理合为一体成为可能,有望突破现有的计算机存算分离架构。此外,忆阻器的可多值阻变调控,必将使其在未来神经形态计算中大放异彩。清晰的阻变机制是实现高性能存储和计算功能调控的首要科学问题。目前,忆阻器的阻变物理机理认识尚未清晰,严重的制约高性能忆阻器的制备和调控。HfO₂以其优异的阻变性能和CMOS工艺兼容等优势是众多忆阻材料中最有希望产业化应用的忆阻器阻变材料。目前,HfO₂最常见的电阻转变机制为导电丝通断机制,本研究利用第一性原理来探究不同导电丝类型的理论建模和电输运计算,以期为忆阻器的制备和性能调控提供理论指导。本文利用密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法计算导电丝型HfOx忆阻器的电子透射谱和伏安特性曲线。分别构建了无缺陷HfO₂模型、氧空位链导电丝模型,Hf金属丝模型、高导电相导电丝模型。通过修正空穴自能势的GGA-1/2方法可更加准确的计算出半导体体系的带隙,准确的带隙计算确保了Pt/HfOx/Pt模型准确的界面肖特基势垒及偏压下的电流。进一步,讨论了不同含量的间隙氧对界面势垒的影响。这些电传输模型的深入研究必将为高性能忆阻器的研制提供坚实的理论基础。