基于电致电阻效应的电阻型随机存储器(RRAM)具有非易失、结构简单、存储密度高、读写速度快、功耗低、与传统CMOS工艺兼容性好等优点,是目前材料学与物理学领域研究的一个热点。ZnO组分简单,具有优异的电致电阻性能,是RRAM的理想候选材料之一。但是,ZnO中电致电阻效应的物理机制仍然不清楚,尤其以透明导电氧化物(例如ITO)作为电极材料时,ZnO薄膜电阻转变的机理研究还很少报道。因此,研究ITO/ZnO/ITO中电致电阻效应及其内在机理具有重要的意义。基于此,本文主要进行了以下三方面的研究:　　 1.以金属和透明导电氧化物作为电极,ZnO薄膜电致电阻现象的研究　　 在Ag/ZnO/Pt结构中观察到了稳定的双极性电阻转变效应,Set(高阻态转变为低阻态)电压为1～1.5V,Reset(低阻态转变为高阻态)电压在-0.5V左右,高低阻态可稳定循环20次以上,开关比大于10;在ITO/ZnO/ITO结构中观察到了稳定的单极性电阻转变效应,Set电压为3.3～6V,Reset电压为2.5～3.5V,高低阻态可稳定循环20次,开关比达到102。　　 2.ITO/ZnO/ITO结构中电流振荡行为的研究　　 在研究ZnO薄膜电致电阻效应的过程中,首次在ITO/ZnO/ITO结构中发现了电流随电压以及电流随时间的振荡现象,对于电流振荡现象的深入研究,有助于理解电阻转变现象的内在机理。我们发现,电流随电压的振荡行为可能与量子点库伦振荡有关,而电流随时间的振荡行为可能与ZnO薄膜中的缺陷相关。　　 3.ZnO薄膜中电致电阻效应及电流振荡行为的机理研究　　 对于ITO/ZnO/ITO结构,初始态为本征半导体导电行为,高阻态为无序半导体导电行为,低阻态为金属导电行为,说明电致电阻效应符合导电丝模型。导电原子力显微镜测试结果也证实了样品中导电丝的存在。低阻态电阻随温度的升高并不是线性增大,说明导电丝不是由金属原子组成的,很可能是由于氧空位在电场作用下定向排列而形成。低阻态为欧姆导电,而高阻态则表现出空间电荷限制电流导电行为。在电流振荡中观察到量子电导行为,表明在体系电阻变化过程中,存在纳米级的导电通道,这些导电通道的通和断导致了电致电阻效应中低阻态和高阻态的出现。在Set过程中,导电丝可能是先单根导通,然后逐渐增加,当电压大到某一临界值时,发生突然的电阻转变,样品从高阻态跳变到低阻态。