在信息化时代里,随着市场对于数据存储量和数据传输速度的需求日益提升,人们对存储器件的性能要求也越加苛刻。新型非易失性存储器凭借其卓越的性能,逐渐走进人们的视野。其中,阻变存储器（Resistive Random Access Memory,RRAM）因为具备结构简单、集成度高、开关速度快、耐受性高、功耗较低与CMOS工艺兼容性强等优势,引起了学术圈的广泛关注。由于纯粹的物理实验存在测量设备受限、变量难以控制和耗材耗损大等问题,使RRAM的发展速度被限制。对此,可以通过仿真建模的方式辅助研究,分别从宏观、微观层面研究不同变量对RRAM性能的影响以及在集成电路中的应用。本文基于有限元仿真的方式开展了关于RRAM的性能研究,搭建了RRAM仿真模型,研究了在不同条件下RRAM的电学性能、热学性能、粒子运动状态;研究了氧空位的运动速率对RRAM性能的影响;并通过搭建1S1R模型的方式降低了漏电流的影响。首先,基于导电细丝理论搭建TiO2基RRAM仿真模型,并研究分析模型的基本特性以及阻变层和电极层的调控。使用有限元仿真的方式搭建好电热仿真模型后,通过研究模型在置位（SET）和复位（RESET）时的电学性能、热学性能、器件内部粒子分布情况,分析RRAM中导电细丝（Conductive Filament,CF）断开与形成的过程,验证了模型的有效性。然后分别研究了阻变层厚度和顶电极电导率对RRAM器件性能的影响趋势,为工艺和材料的选择提供参考依据。然后,研究氧空位的运动速率对RRAM性能的影响。对已经搭建好的RRAM模型施加脉冲电压,对模型性能分析,初步得到氧空位的迁移扩散速率对RRAM性能的影响趋势。再通过改变扫描电压的波形进一步验证氧空位运动速率与RRAM中CF生长的关系。然后将研究结果应用在新的器件模型中,搭建出优化后的仿真模型,为实验提供创新型方案。最后,搭建TiO2基一选通管一阻变存储器（1S1R）仿真模型,并研究分析模型的基本特性和功能层的调控。当RRAM在集成电路中应用时,为了降低漏电流的串扰影响,可以通过搭建1S1R元器件的方式实现。搭建阈值转变器件模型,在确认该阈值转变器件模型的开关特性后,进一步搭建出1S1R模型,研究该模型的基本特性。最后,研究转变层厚度和中间Pt层厚度对1S1R性能的影响。为RRAM在集成电路中的应用提供仿真基础。