在电场和光辐照条件下金属氧化物会产生阻变和光电导效应,这是凝聚态物理研究的前沿课题并在信息存储领域具有潜在的应用价值。本论文包含三部分:第一部分通过I-V测量与低频噪声测量研究了氧化钛阻变结构在激活前的导电机制,第二、三部分研究了氧化钛阻变结构的弛豫与光电导效应,取得了如下创新成果:1.研究了激活前ITO/TiO₂/ITO结构的电阻测量稳定性,通过优化测量条件获得稳定重复的电学测量结果。研究了TiO₂阻变结构的激活过程与阻变特性之间的联系,并讨论了阻变翻转特性与氧空位分布的联系。2.研究了TiO₂阻变结构的电阻弛豫行为,实验结果表明,在短时间内电流在高阻态的弛豫来源于阴极界面氧空位电子的热逃逸,在低阻态的弛豫来源于阳极界面氧空位的扩散,而长时间的电流弛豫来源于TiO_2-x与环境进行氧交换的缓慢过程。3.研究了不同TiO₂阻变结构的光电导效应,在高低阻态的光电流源于TiO₂体相氧空位的光电离。实验结果进一步表明,从器件侧壁进入的氧原子会降低光电流。