纳米科学与技术这一学科领域的不断发展与进步极大推动了当今社会的发展,纳米科技已经涉及到我们生活的方方面面,如:智能手机、便携式电脑、智能手环等电子产品。同时针对各种纳米材料的研究与开发也为其它学科领域的发展与创新奠定了扎实的基础。本文对可商用的零维纳米材料一氧化石墨烯量子点进行了系统的研究与分析,并针对以该材料及HfO2介质薄膜为介质层材料的忆阻器进行了电学表征,对其介电击穿机理进行了相关的探究与分析。最后,针对使用导电原子力显微镜表征忆阻器电学性能的方法做了进一步地优化处理。本论文主要包括三个部分,具体内容如下:(1)研究了分散条件对商用氧化石墨烯量子点的尺寸、均匀性及内部结构的影响进行统计分析。结果表明,超声时间越长越有利于获得小尺寸、高分散的氧化石墨烯量子点,这有利于获得分布更加均匀的氧化石墨烯量子点。此外,在使用透射电子显微镜表征单个氧化石墨烯量子点的过程中发现,其边缘位置与中心位置的厚度并不一致,这可能会对基于氧化石墨烯量子点电子设备的可变性造成影响。(2)针对基于氧化石墨烯量子点及高K介质材料HfO2忆阻器进行的相关研究。基于氧化石墨烯量子点的忆阻器的实验结果表明,因量子点厚度的不均匀性,单独将其作为忆阻器的介质层材料,会导致无法获得较为稳定的击穿电压;基于高K介质材料HfO2的忆阻器的实验结果表明,该类型器件的击穿机理主要是通过电荷的俘获与释放实现的。且温度对器件的影响呈正相关性,但不会导致器件的衰退现象。(3)针对导电原子力显微镜在表征忆阻器件电学性能中存在不能施加高电压及不能同时表征样品的形貌和电流图的问题,对设备进行改进处理。在此次工作中,利用无限遥控实现了导电原子力显微镜的导电模块和数字源表通过单刀双掷射频开关择一地连接原子力显微镜的效果,使其可以自由切换到不同的模式(CAFM mode或source meter),且在切换过程中不会改变针尖的位置,如此将使得仪器在较大电压的情况下也可以实现同时表征样品的形貌和电流图,从而极大地弥补了 AFM仪器的不足,使得本领域内的技术人员在实验过程中对仪器的操作更为简便、高效,进而有效减少科研人员的时间成本。