随着半导体工艺节点不断推进，非挥发性存储器市场的主流器件浮栅结构Flash存储器器件尺寸不断缩小，在此过程中，单元与单元之间电容耦合效应造成的串扰问题以及薄栅介质缺陷造成的电荷泄露等问题越来越严重，使得Flash存储器技术在进入10 nm工艺节点后很难进一步按比例缩小。在这一背景下，许多新型非挥发性存储器概念问世并得到了广泛的研究，如铁电存储器、磁存储器、相变存储器和阻变存储器等。其中阻变存储器(Resistive Random Access Memory，RRAM)因结构简单、操作速度快、功耗低、易于高密度三维集成、与CMOS标准工艺兼容等优势，成为下一代新型非挥发性存储器的有力竞争者之一。　　本文首先利用电子束光刻技术，通过使用不同的曝光模式，探索不同曝光剂量对线宽的影响，制备了最小面积为80 nm×80 nm的Ti/HfO2/Pt结构的阻变存储器，并对器件的电学性能进行了表征和分析，发现在器件电极线宽到达导电细丝直径之前，阻变存储器的阻变性能不会受到器件面积缩小的影响，而且器件转变参数的均一性随器件面积减小提高，这有利于进一步缩小阻变器件面积、提高存储密度。同时，我们利用统计方法对Ti/HfO2/Pt结构阻变存储器的转变参数分布特性和阻变机理进行了研究，发现RESET电压VRESET和RESET电流IRESET的参数一致性与器件低阻态阻值RON有密切的联系，参数一致性与RON的倒数成正比并且随RON的减小而增大，并初步揭示了RESET过程的主导机制是导电细丝的热溶解过程，统计分析和模型的结果为提高器件转变参数一致性提供了指导。最后，我们对阻变存储器中出现的量子电导现象进行了回顾，并利用各向异性磁电阻测试对磁性导弹细丝器件的量子化电导和磁电阻效应进行了初步的探索。