Ni O是一种典型的p型半导体,具有良好的光学及电学特性。Ni O同时是现在应用于阻变存储器RRAM研究比较热门的材料。ZnO也是一种重要的第三代宽带隙半导体光电材料,是制备蓝紫光光电器件最有前景的材料之一,可与 Ni O构成异质结应用于光电器件。　　阻变存储器作为新型非挥发存储器的一种,因其结构简单,集成密度高,功耗低以及与传统 CMO S工艺兼容等优越的特点,被认为是替代传统非挥发性存储器最具竞争力的候选对象。然而,RRAM的阻变机制一直存在争议。目前大部分的研究都集中在物理机制的探索上。　　本文围绕Ni O半导体材料展开一系列基础研究,主要工作如下:　　脉冲激光沉积(PLD)方法在石英衬底上不同氧压下生长NiO薄膜,霍尔效应及金半接触I-V测量结果表明,氧压的高低强烈影响着Ni O薄膜的导电类型。极低氧压下,由于氧原子的解离,导致 Ni:O>1,Ni金属原子富余,电子浓度高于空穴浓度,NiO薄膜导电类型由众所周知的p型转变为n型。光学透射谱测得p-Ni O薄膜的可见光区平均透过率分别为74％、81%,进一步证实了n-NiO薄膜中Ni金属原子的富余,导致了透过率的降低。在调控氧压制备出两种导电类型NiO薄膜的基础上,我们进一步在ITO衬底上制备了n-Ni O/p-Ni O同质结。I-V测试表明该器件具有较好的整流特性,载流子输运机理符合SCLC模型。可见光区平均透过率达72%,适合作为透明电子器件。　　脉冲激光沉积方法在石英衬底上制备出了ZnO薄膜,并用单晶作为对比。霍尔测量得到的高的霍尔迁移率及 XRD图谱证明我们制备的ZnO薄膜结晶良好,具有高度(002)择优取向。透射谱表明在可见光区透过率为71%。各种表征手段证明了PLD法制备的ZnO薄膜主要缺陷为Zn填隙( Zni),这为ZnO薄膜的应用提供了基础研究。我们进一步制备了p-NiO/n-ZnO异质结并进行了XRD、光学及电学测试。异质结的平均透过率达到76%,展示了很好的透明性。电学测试显示异质结的开启电压Vth及击穿电压VB分别为1.5 V和-7 V。当反向偏压在-2 V~-5 V时,反向饱和电流在10-5 A数量级。这些表明我们制备的异质结具有优异的整流特性。随后进行了异质结内部载流子输运机理的研究,发现异质结载流子输运符合空间电荷限制电流理论。我们的工作为未来的透明电子器件的制备打下了一定的基础。　　采用脉冲激光沉积方法在商用IT O衬底上分别沉积了两种导电类型的Ni O薄膜,并分别在其上沉积了可以形成肖特基势垒的金属电极,研究单肖特基势垒的阻变特性。I-V测试曲线表明W/p-NiO/ITO结构和Pt/n-NiO/ITO结构都具有单极电阻开关行为。通过分析,我们猜想其阻变机制是由界面势垒和体内细丝机制共同决定的。关于电流传导机制,通过拟合各种曲线和公式,发现他们低阻态和高阻态弱电场下符合欧姆传导,高阻态强电场下符合P-F模型。我们进一步测试了n-Ni O/p-Ni O同质结结构阻变性质。未击穿前,有双极阻变现象。正向击穿后,发现了异常阻变现象。猜想可能是势垒区对载流子的捕获和去捕获。而体内的各类缺陷能级对载流子的捕获和去捕获也不容忽视。综上分析,我们制备的单肖特基势垒 M/Ni O/IT O结构和 n-Ni O/p-Ni O同质结结构的阻变现象都可归因于体效应和界面效应共同决定的。