随着电子器件逐渐开始流行“智能化”,“小型化”,为了不断适应大数据时代发展的需要,市场对信息存储技术提出了更高的要求。目前,在传统的非易失存储器中,由于闪存在小型化过程中已接近其所能承受的物理极限,因此,研究人员迫切需要寻求更加优异的存储技术来满足时代对存储器的需求。阻变存储器以其高存储密度、低功耗、结构简单、快速读写等优点备受关注。此外,阻变存储器中阻变材料的多元化以及采用简单的“MIM型”架构,使得阻变器件有望成为新一代非易失性存储器的有力候选者。故此,寻求性能优异的阻变材料、研究阻变存储器中电子传输方式以及影响阻变存储器性能的因素成为迫切需要解决的问题。本文主要采用简单的二元氧化物作为阻变层制备阻变存储器,研究器件中所存在的阻变机制以及对器件在运行过程中的离散型参数进行优化。首先采用溶胶凝胶旋涂法制备Al/TiO2/FTO阻变存储器,研究该阻变器件在运行过程中的电子传导方式,着重分析研究Al电极和TiO2薄膜之间的界面效应对阻变参数的影响。其次通过在前驱体溶液中添加Cu离子,改变薄膜的生长环境进而对器件薄膜内部的缺陷进行调整,然后分析Al/TiO2:Cu/FTO阻变器件的阻变特性及其内在机理。电学性能结果表明,掺杂Cu离子的薄膜会产生更多的缺陷态,且器件在开关性能和稳定性能都表现良好。值得注意的是,通过与Al/TiO2/FTO器件对比发现Al/TiO2:Cu/FTO存储器件在高电压区域存在互补效应,这可以有效解决器件在缩小化方面电流串扰的应用问题。其次采用溶胶凝胶旋涂工艺制备Al/ZnO/FTO阻变存储器,研究Al与不同二元氧化物界面对阻变器件的影响。通过构建阻变模型以及调整ZnO阻变层的厚度深度分析Al/ZnO之间的肖特基势垒高度对器件中电子传导方式的影响。研究结果表明,该Al/ZnO/FTO器件呈现出明显的双极性阻变效应并且伴随着负微分电阻效应。通过电学性能分析发现,器件遵循经典的空间电荷限制电流传导（SCLC）机制。进一步研究发现,随着ZnO薄膜厚度的增加,器件所表现出的负微分电阻效应逐渐消失,这归因于不同厚度的ZnO薄膜与Al电极所形成的界面势垒高度不同进而影响Al/ZnO/FTO器件的阻变性能。最后利用溶胶凝胶旋涂工艺和水热法制备一维纳米棒状Al/ZnO NRAs/seed layers/FTO阻变存储器,重点研究了Al与不同维度之间的界面效应对阻变性能和机制的影响。结果发现,器件表现出双极性阻变效应并且伴随着负微分电阻效应。这种阻变现象和负微分电阻效应共存,在纳米电子领域具有较高的学术价值和潜在的应用前景。通过对器件在电压下的学习过程分析发现,器件可以成功地表现出神经突触的增强和抑制,为神经形态的电子仿生突触行为提供了新策略。