近年来,随着人类迈入大规模信息和多媒体时代,人们对电子产品存储性能的要求越来越高,例如:大容量、高密度、快存取、非易失以及小尺寸等。目前基于电荷存储的存储器尺寸已接近物理极限,急需寻找一种新的存储技术突破此瓶颈。阻变存储器以其简单的器件结构、高集成度和非易失性存储性能成为新一代存储器的有力竞争者。然而在研究过程中发现,当电子器件微型化至一定程度时量子效应对器件的影响往往不容忽视。自旋电子学的兴起涉及到电子学、磁学以及信息学等交叉学科,通过调控电子的自旋自由度将微电子技术与自旋相关效应相结合,为新一代电子器件的研究提供了新思路。目前,有关阻变效应的研究已经被广泛报导,人们提出了很多机制来解释阻变现象产生的原因,但到目前为止还没有一个统一的定论,依然是一个未解决的问题。肖特基势垒模型,隧穿效应以及导电细丝形成与断裂机制目前被人们广为认可,它们不仅表现出有趣的物理现象,还蕴含着丰富的物理机制。在本论文中,我们选取了MoOx材料作为研究对象,通过施加外电场对器件表现出的双极性可逆性调控开展了相应研究;另一方面我们将阻变效应和磁电阻效应相结合研究揭示了NiO材料阻变效应机制,对多功能器件的开发具有十分重要的科学意义;最后,将阻变效应应用于光伏效应中,为光伏器件的改进提供了一种新思路。具体内容如下:1.外置电场条件下双极性阻变现象的可逆性调控利用脉冲激光沉积技术制备了Pt/MoOx/ITO器件,器件表现出较好的双极性阻变性能。当外加电场值小于2.6V时,器件表现出反常的双极性阻变I-V曲线;当外加电场值大于2.6V时,器件表现出正常的双极性阻变现象。我们认为该现象产生的原因取决于外电场作用下薄膜内部氧空位偏移平衡位置的程度。此外,反常双极性阻变过程薄膜内部氧空位及其原平衡位置两者之间存在诱导偶极矩从而产生内建电场,因此I-V曲线电流极小值并未处于理论零场位置。2.不同厚度Al2O3绝缘层对NiO薄膜阻变效应的影响我们制备了NiFe/NiO/Pt和NiFe/Al2O3/NiO/Pt两种结构的器件,阻变效应测试结果显示两种结构器件均显示出单极性阻变现象。磁电阻的测试证实了在NiO薄膜内部金属Ni形成导电通道,Al2O3绝缘层的插入影响了导电细丝与上电极之间的间隙大小,从而使器件表现出由各向异性磁电阻（AMR）向隧穿磁电阻（TMR）的转变。器件处于高阻态下时我们并未测到明显的磁电阻行为,说明此时金属Ni导电通道已经完全断裂,电子的自旋在输运过程中无法被保持。3.串联电路对Ni/Al2O3/Ni不同阻态下的磁电阻效应的影响导电细丝被认为是形成单极性阻变效应的主要机制之一,可以通过磁电阻效应得到有效验证。然而,在测量过程中我们发现,器件内部导电金属丝的形成可控性非常差,样品往往在一瞬间跳变至低阻态。串联电阻的加入可有效控制电路中导电细丝的形成。串联电阻的增大,可以有效的增大低阻态的阻值。而随着低阻态薄膜阻值的增大,磁电阻不断减小,这时因为薄膜内部Ni导电丝的直径变小导致细丝表面非磁性散射增强。4.电极材料对无机钙钛矿薄膜阻变光伏效应的影响我们采用脉冲激光沉积技术制备了CsPbBr3半电池结构太阳能器件,顶电极材料选用Ag或非贵金属Ni。金属Ag作为顶电极时,器件表现出较为明显的负微分电阻特性,这是因为Ag/CsPbBr3界面处发生化学反应有Ag Br薄层生成而当金属Ni为顶电极时该现象消失。光伏效应测试中发现在高阻态下器件光伏效应得到明显改善,此处可以理解为薄膜在外加电场作用下缺陷被重新分布,提高了空穴-电子的传输效率。