近年来,随着越来越多的光调制手段被引入阻变存储器件（忆阻器）,光电忆阻器迅猛发展起来。光电忆阻器的工作原理包括用光来影响导电细丝的形成与断裂过程,或者通过光激发的方式来改变势垒,进而调控器件的电导等。超快的操作速度,几乎无限制的带宽,可避免串扰干扰,消除电焦耳热,可将光信号传感、处理和存储集成于单个器件等优点,使它成为下一代人工神经突触最有前途的候选者之一。法布里-珀罗（Fabry-Pérot,简称F-P）腔是一种在激光器、传感器、滤波器、光通信器件以及腔量子电动力学等领域广泛应用的光学元件,具有独特的频率选择特性:只透过特定频率（波长）的光;并且当光波频率与腔共振时,腔内的光场强度会被显著放大。F-P微腔通常由两个间距为数百nm的反射镜构成,两个反射镜之间可填充透明的电介质薄膜。如果用金属薄膜来制作反射镜,那么这种F-P腔的结构就与两端型忆阻器件的三明治（电极-阻变层-电极）结构很相似。反射率适当的金属薄膜,可以同时起到反射镜和导电电极的作用。如果电介质层允许与F-P腔共振的光通过,且具有光调控的阻变性质,那么我们就得到了基于F-P腔的光电忆阻器。这种光电忆阻器对于入射光的响应有很高的频率选择特性,在未来多通道、多功能人工神经突触等领域有很好的应用前景。据我们所知,这种将F-P腔和忆阻器结合研究还未见报道。本文针对基于F-P腔的光电忆阻器进行了如下两个方面的研究:1.为了满足F-P腔反射镜所需薄膜光滑且平整的条件,选用磁控溅射的方法制备了基于Ag和Al纳米薄膜作为反射镜（同时作为电极）,并通过磁控共溅射的方法在电介质TiO2中掺入了Ag纳米颗粒,最终得到Ag:TiO2/Ag:Al结构的器件。通过光电扫描方法对神经突触行为的模拟进行了探究,实验结果表明,基于F-P腔的光电忆阻器成功模拟了神经突触的EPSC（兴奋性突触后电流）。通过改变光学条件,如光照时间、光照强度、光脉冲数量、光脉冲频率模拟学习时间、学习刺激强度、刺激的次数以及频次等,成功实现了对EPSC和记忆时间的调控,同时也成功模拟了生物学中的PPF行为以及经验学习行为。值得注意的是,完成上述的功能所需的读取电压仅为0.1m V,这意味着器件的工作能耗非常低,在实际应用中有很大的优势。2.利用F-P腔的频率（波长）选择特性探究了光电忆阻器件的共振/非共振光学调控功能。具体从两个方面进行了探究。首先对同一共振模式的F-P腔（共振波长为524nm）忆阻器件采用不同波长的光进行激发,结果显示器件对绿光的响应最强,且绿光被关闭后记忆的弛豫时间更长。数值模拟的结果表明,在共振波长为524nm的光学腔内,绿光的相对光场强度的最大值约是红光的相对光场强度的最大值的2.5倍。然后,对共振波长分别为524nm和678nm的两个器件使用绿光进行激发。实验结果再次证明,只有在激发光与F-P腔的共振频率相匹配时,基于F-P腔的光电忆阻器响应最强烈。从波动光学的角度来看,当入射光与F-P腔共振时,光在腔内发生多光束相长干涉,腔内光场强度被放大。以上两方面实验,均在改变光强以及光照时间的条件下多次实验,排除偶然性,验证了忆阻器的光电响应可以通过F-P腔的共振模式来调控。本论文基于F-P腔的频率选择特性制备了频率（波长）敏感的光电忆阻器,利用阻变层在单位时间内接收到的光辐射越强,光电忆阻器的光电响应也越强的物理机制模拟了神经突触行为,并且通过利用光频率与F-P腔模式的共振匹配增大腔内光场强度的物理机制成功实现了调控忆阻器的光电响应。本论文的研究进一步拓展了光电忆阻器的调控维度,为光电忆阻器的工作机理研究、新结构设计和光电混合调控功能开发提供了思路。