当前,柔性可穿戴电子器件是未来电子器件发展的重要趋势之一。人们迫切需要开发一种基于柔性衬底的存储器件,能实现数据存储、处理运算、射频通讯等功能并应用于柔性显示、射频识别、生物医学等领域。然而,硅基浮栅型闪存,作为最广泛应用的非挥发性存储器存在写入速度低和写操作时高电压等缺点。新一代存储器件,如阻变存储器(RRAM)作为下一代非易失性存储器件主要候选之一,已成为国内外研究热点。论文首先研究了二元过渡金属氧化物氧化铪/氧化钛体系在阻变存储器中应用的原理和机制。研究发现薄膜的透光率在94%以上。采用氮气气氛下400℃快速退火处理,发现该薄膜体系作为新型铁电材料,具有剩余极化强度为41μC/cm~2。论文重点研究了柔性氧化铪/氧化钛阻变存储器的阻变特性。研究发现氧化铪/氧化钛柔性阻变存储器具有典型的双极性阻变特性,具备优异的阻变参数一致性。通过对器件抗弯曲特性测试发现,器件在不同弯曲半径下的高低阻态窗口保持不变。通过分析电流传导机制拟合结果,器件在低阻态时为欧姆机制,在高阻态是为肖特基发射机制。结合对低阻态下器件进行光电子能谱分析(XPS)深度分析,发现在靠近上下电极区域氧空位的含量要明显高于界面处的氧空位含量。结合电学性能分析和材料表征,可以推断该阻变器件的导电细丝在氧化铪氧化钛界面断开,且氧化钛阻变层起到“虚拟电极”的作用。这一导电机理模型能够合理解释双层结构设计带来优异阻变性能,而且能够被XPS验证。器件的双层结构设计,极大改善了阻变参数一致性。论文最后研究了氧化铪/氧化钛柔性阻变存储器件耐受性衰减机制。研究发现当氧化铪/氧化钛柔性阻变存储器件在循环到1000次后,器件的高阻态阻值逐渐变小,而低阻态阻值几乎不变。高阻态阻值减小是由于复位过程中的导电通道退缩距离会变短。但是,随着反向截止电压的增大,发现器件窗口有恢复的趋势,可以推断这是由于电压增加更多的氧参与氧化还原反应,导致高阻态阻值会逐渐增加。综上所述,论文通过对氧化铪/氧化钛柔性阻变存储器件的制备和阻变性能研究,获得阻变性能优异的阻变器件单元并研究了阻变机理。一方面为优异性能柔性阻变存储器件的应用研究提供可靠实验依据,另一方面对二元氧化物存储器机理探讨具有重要科学价值。