忆阻器件是一种新兴电气元件,可以实现丰富的跨学科科学和新颖的器件功能,例如非易失性存储器和基于纳米离子的突触电子器件。WO3作为一种宽带隙半导体,由于内部的氧离子运动和膜内氧化态转变具备了电阻变化能力,使得基于氧化钨的忆阻器件展示出了可调控的突触可塑性。这使得氧化钨已成为神经形态计算中人工智能纳米器件的首选材料之一。然而,基于WO3的忆阻器件最理想的形态和相位仍然难以捉摸,而且为了进一步将忆阻器应用于柔性神经形态电子学,也需要在切换和多功能特性方面做出努力。因此,本课题选择忆阻特性出色的WO3,通过退火、pH处理以及界面调控,在PET/ITO柔性衬底上制备了电学性能较好的柔性忆阻器件,结合变温弯折测试和ABAQUS有限元分析,探究了外部机械应力对WO3基柔性忆阻器弯折失效机制。系统地探究了不同的退火温度、pH和顶电极对WO3纳米薄膜电学特性的影响。制备的WO3纳米粒子为单斜相结构,随着退火温度的增加,晶粒数量和尺寸显著增加;不同水热前驱体溶液pH对应不同的纳米结构。pH为2.0时的块状微砖和一些具有方形顶面的厚四方纳米棒、pH为1.5时的纳米片、pH为1.0时的大量纳米棒组成的束和pH为0.5时的较小尺寸不规则纳米结构组成的WO3薄膜;在电学测试中发现,不同结晶度和形貌结构的WO3薄膜均具有明显的双极性电阻开关特性和良好的循环耐久性。随退火温度升高,WO3薄膜的阈值电压总体呈增大趋势,开关比逐渐增大。在更高的结晶度时,由于薄膜的结晶致密结构,开始限制载流子的输运,其开关比开始降低。pH=1.5时合成的薄膜开关比最大;分别以Ag、Al和Cu为顶电极制备了Ag/WO3/ITO、Al/WO3/ITO 和 Cu/WO3/ITO 器件,发现 Ag/WO3/TO 忆阻器件作为非易失性存储器件,开关比较大且具有很好的耐久性,并且在低阻态时均符合欧姆传导,高阻态的低偏压区为欧姆传导,高偏压区为空间电荷限制电流（SCLC）导电机制。基于WO3纳米薄膜材料,在ITO/PET柔性基底上构建了 Ag/ZnO/WO3/ITO、Ag/PEDOT:PSS/WO3/ITO、Ag/P3HT/WO3/ITO 和 Ag/P3HT/WO3/P3HT 四种不同结构的WO3基柔性忆阻器,研究了不同界面对器件电学稳定性的影响。发现四种柔性忆阻器件都有很好的非线性传输特性,可以动态地反应外界电学信号所引起的变化,具备突触基本的传输性质。在经验式-遗忘过程的模拟中,经过初次学习遗忘过程后,第二次和第三次记忆恢复所需的电压刺激越来越少,表明具有“学习经验”的柔性忆阻器将使重新学习被遗忘的信息变得更加容易。在20℃到100℃范围内的I-V测量表明,四种柔性忆阻器电流变化随着温度的升高而进一步加速,即使在100℃的高温下也能正常工作。但是Ag/P3HT/WO3/ITO忆阻器件的电阻变化最小,说明环境温度对该器件电学特性影响不大,可以用作稳定的柔性类神经突触模拟忆阻器件。进一步探究了变温弯折对WO3基柔性忆阻器的热机械疲劳寿命的影响规律。通过对器件进行不同弯折半径（7 mm、9 mm、11 mm、13 mm、15mm）测试,发现弯折半径越小,器件电学性能下降越快。这是因为弯折条件下薄膜内会萌生大量裂纹阻碍载流子的输运,使忆阻器件电学性能下降。对器件进行弯折疲劳测试发现,发现Ag/ZnO/WO3/ITO器件多次弯折后电导率下降最大,裂纹密度从1.1%增加到9.4%,器件性能最差。而Ag/WO3/P3HT/ITO器件电导率下降最慢,裂纹密度最低,器件的机械疲劳性最好。这是因为弯折条件下有机薄膜中应力较小,一定程度上抑制了无机薄膜中裂纹的萌生与扩展。选择机械疲劳特性最好的Ag/P3HT/WO3/ITO器件进行变温弯折测试,发现弯折使薄膜中晶粒间形变量增大,进而本征应力增大,由于晶界的强度远远小于晶粒的强度,其会造成晶粒间的位错,使器件的性能受到一定的影响。进一步,温度的变化会使薄膜热应力增大,由于本征应力和热应力的相互作用,加大了薄膜裂纹萌生的概率,并大大提升了裂纹的扩展的速率,最终演变为贯穿裂纹充当界面壁垒,抑制了 Ag离子的传送,使得器件的电学特性变差。总之,本工作探索了 WO3纳米粒子在非易失性存储器和突触电子器件方面的电学特性,深入分析了变温弯折对柔性忆阻器的热机械疲劳寿命的影响,为WO3纳米粒子在柔性忆阻器和神经突触模拟研究中的应用提供了实验研究和理论分析参考。