随着各种电子产品的快速发展，非易失性存储器在半导体行业中扮演着越来越重要的角色。然而当今市场的需求是一些传统存储器的性能所不能满足的，在这样的背景下各式各样的下一代新型非易失性存储器应运而生，分别依靠材料不同的特性而具有不同的存储机制。其中一种新型的铁电阻变存储器吸引众多研究者的巨大关注，其在外电场作用下可以实现铁电畴的快速极化反转，通过极化形成界面不同的电荷分布从而实现两种不同的高低阻态的切换和保持，这种存储器具有很多优势，与已经很成熟的互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺相兼容，使其成为下一代非易失性存储器的有力竞争者。我们采用脉冲激光沉积技术和溅射技术在轻掺杂的Si（111）衬底上制备的器件为MFS结构，用以取代铁电薄膜晶体管的栅极结构。在高频率的情况下的电容电压（C-V）测试中，电压正向扫描和反向扫描的结果是平带电压的有明显的偏移量（也就是C-V曲线的平移宽度），称为电容器的记忆窗口（Memory Window）。当施加在电容器电压逐渐增大，电容器的记忆窗口也会随着电压逐渐增大，具有存储的功能。同时也分析了低频情况下的C-V特性，可能由于轻掺杂的硅衬底和钛酸钡铁电薄膜的界面特性较差，导致在低频率下的滞后响应不够明显。在IV特性中表现出了双极性电阻开关的性质，但是由于器件结构的原因导致写入电压过大，下一步工作需要改进结构。在铂金衬底上制备的器件为MFM对称结构，这是阻变存储器的典型结构，在极化强度和电压（P-V）测试中证明薄膜具有明显的电滞回线。由于器件结构的对称性，在C-V测试中表现出明显的蝶形回线，并且高低频下的蝶形都很明显，从一方面证明了该器件不管是在高频率的还是低频率的电路中都会有一定的应用前景。在电流和电压（I-V）测试中，常规的电压扫描表现出强烈的单向整流作用，可用作整流器件。在经历一个较大电压的电形成过程后表现出双极性电阻开关的性质，但是开关比不大，限制了其在阻变开关的应用。在脉冲电压测试的过程中表现出了与铁电极化有关的阻变性质，但是保持性较差，器件很快就表现出疲劳。分析原因可能是薄膜为多晶的结构，存在较多的晶粒间界为漏电流提供更多的导电路径，还有上下电极与铁电薄膜的接触界面缺陷多，导致了大的漏电流，这些界面缺陷会将在脉冲电压极化后的铁电薄膜层中进行电荷捕获，在用小电压扫描时不能完全体现出铁电极化电荷对器件总电流变化产生的贡献，所以高低阻态的比值不大，容易产生疲劳，但是采用的新型测试方法和关于器件中漏电影响的分析为下一步的工作奠定了基础。采用了掺铌钛酸锶单晶衬底上制备的外延铁电薄膜的Pt/BTO/NSTO异质结结构在P-V测试中也表现出了漏电流的现象，但是在进行常规模式的I-V测试的过程中，不仅发现了器件的单向整流作用，也发现了器件的双极性电阻开关性质。在常规模式下进行电压扫描，并不能区分出铁电极化电荷对于电流的贡献，我们采用了不同极性的短脉冲电压对钛酸钡薄膜器件进行极化后，再用小电压扫描时我们发现了与铁电极化相关的双极性电阻开关现象，这正是新型铁电阻变存储器所具备的特征，具有非破坏性电阻读取的优势。用连续多个大小不同的脉冲电压对器件进行极化时，对应于不同大小的电压具有不同的阻态，也就是具有忆阻器的功能。并且该器件的双稳态阻变开关具有优秀的保持性和循环性，在作为忆阻器的多级存储时也具有很好的保持和循环性能。对器件进行了定性的分析，并用能带理论对器件的阻变行为和忆阻器行为作了解释，结果表明虽然器件存在漏电流，由于与异质结中的界面效应和Pt/BTO界面和BTO/NSTO界面处形成的势垒变化可能导致了阻变现象。由于势垒调控的作用在短屏蔽的金属Pt中是有限的，而NSTO作为n型半导体确可以在铁电场效应的作用下实现多数载流子的积累和耗尽之间转换，从而对器件整体的电流产生影响，因此BTO/NSTO界面更有可能是在Pt/BTO/NSTO异质结中电输运中起主导作用。基于我们测试结果的以上分析，本质上来讲铁电极化反转是对上述阻变和忆阻行为的诱因。下一步的工作就是为了更具体的证明与铁电极化反转相关的阻变现象，可以结合压电力显微镜（PFM）和导电原子力显微镜（CAFM）从微观的角度去进一步证实这一现象，关于极化后的状态，做出定量的分析。