单斜晶系氧化镓（β-Ga₂O₃）作为宽带隙半导体中的一员,是一种新兴有潜力的紫外光电材料。近年来,由于其良好的物化性质,而且有优于第三代半导体材料的击穿电场和巴利加优值,并在大功率器件,短波长半导体发光器件,透明场效应晶体管,太阳盲紫外探测器等应用中所表现的良好性能,而受到广泛关注。由于氧化镓的诸多性能与其晶体结构有着直接关系,如何制备高质量的氧化镓薄膜一直是研究中的一个热点。同时随着近年来,电阻式随机变化存储器（RRAM）的兴起,多数二元氧化物均被报道具有阻变特性,氧化镓（Ga₂O₃）由于其自身所具有的宽带隙性质和对氧含量的敏感性而被认为是理想的RRAM候选材料,然而大多数基于Ga₂O₃的RRAM报道中,并没有得到良好的循环耐久性能,同时电压-电流（I-V）曲线一致性较差,这些对于其实际应用都相当不利。本文中,将首先研究不同退火氛围对氧化镓晶体结构的影响,之后构建Ga₂O₃基RRAM并将其集成到自驱动压电系统中。首先在蓝宝石（Al₂O₃）（0001）基板上通过射频磁控溅射工艺生长Ga₂O₃薄膜,将溅射得到薄膜样品分别在800℃的空气和真空气氛中退火30 min。详细研究了退火环境对Ga₂O₃薄膜晶体结构、表面结构、透光率和带隙的影响。从薄膜的X射线衍射谱（XRD）中可以看出,真空退火后的样品显示出更好的结晶度与单斜结构。透过光谱结果表明,可见波长范围内,薄膜的平均透过率超过90%,薄膜的带隙在4.93～5.11 e V之间。之后在磁控溅射沉积工艺的基础上,通过制造基于Ta/Ga₂O₃/Pt结构的RRAM,得到了良好的循环特性,在脉冲条件进行循环测试,可达到3×10⁶次循环,并实现了较小的Set电压分布以及较好的I-V曲线一致性。通过透射电子显微镜（TEM）对样品截面拍摄、Set与Reset的I-V曲线进行双Log拟合,以及对高阻状态下的器件进行变温测试,结合阿伦尼乌斯（Arrhenius）公式进行计算,对该结构的RRAM阻变机理进行了研究,发现整过阻变过程符合空间电荷限制电流机制（SCLC）。在此基础上对该结构的RRAM提出了相应的阻变模型。最后,实现RRAM的应用也是当下研究的热点,其中包括与其他器件的集成,用以改善系统性能或者实现新的功能。本文中,首先设计了一套基于PZT发电片的输出电压电路,之后将其与制备的RRAM器件相结合,形成一个具有自供电,自存储/擦除的数据传感、存储集成系统。该系统不仅可以实现数据的自动写入,还可以随时擦除数据,从而摆脱了额外的供电、擦除设备,实现了循环使用,具有多种应用前景。