忆阻器以其尺寸小、功耗低、非易失性存储、读写速度快等特点被认为具有替代DRAM的巨大潜力，除此之外，忆阻器也可以模拟生物神经突触行为。硅基光波导具有与传统微电子工艺高的兼容性、成熟的制备工艺、低廉的成本、光通信窗口的低损耗等优点。本文以最终实现波导光突触的光读取功能为目标，首先从仿真角度出发，研究了阻变材料、器件结构和光耦合效率对波导光突触功能的影响；研究了不同Ag含量对a-SiOx:Ag薄膜微观结构和光电性能的影响；分别制备了Pt-Ag/SiOx:Ag/p++-Si和Pt-Ag/SiOx:Ag/TiOx/p++-Si两种结构的忆阻器，成功实现了忆阻器的电学开关功能，并对后一种忆阻器重点进行了神经突触功能的研究；最后，制备出了Pt-Ag/SiOx:Ag/TiOx/ITO/c-Si结构的波导光突触芯片，并初步完成了器件的光读取功能验证。本文的主要研究内容如下：
　　（1）从仿真角度出发，分别以ITO和p++-Si为下电极，以a-SiOx:Ag为阻变层，以a-SiOx、TiOx和AlOx为阻挡层，研究了多参数对波导光突触器件光耦合效率的影响，仿真结果可用于对器件制备的指导。
　　（2）研究了a-SiOx:Ag薄膜的微观结构、光学性能及电学性能，发现，随着薄膜Ag含量的增加，薄膜的电阻率急剧减小，可以通过改变Ag含量来调整薄膜的阻值。
　　（3）制备了结构为Pt-Ag/SiOx:Ag/p++-Si和Pt-Ag/SiOx:Ag/TiOx/p++-Si的两种忆阻器，并对其微观结构、导电机制、电阻开关行为、多级电阻开关行为及双脉冲易化现象等进行了深入研究。
　　（4）重点研究了结构为Pt-Ag/SiOx:Ag/TiOx/p++-Si的忆阻器，并对其微观结构、模拟生物神经突触行为、循环耐久性、稳定性、双脉冲易化现象、突触可塑性及脉冲时序依赖可塑性进行了深入研究。研究结果可用于指导波导光突触的制备和优化。
　　（5）制备出了Pt-Ag/SiOx:Ag/TiOx/ITO/c-Si结构的波导光突触芯片，实现了硅基波导与光纤的耦合，得到了突触器件与硅基光波导的“组合”器件，完成了波导光突触的光读取功能验证。