忆阻器（Memristor）是一种电阻会跟随流经它的电荷量的变化而变化的一种新型器件。忆阻器由于其自身独特的性能,在人工电子神经突触和数据存储领域的应用更是受到研究人员的重点关注。在神经突触仿生方面的研究,研究人员利用忆阻器中的电阻来代替突触中的权重并模拟人类神经突触的功能;在数据存储方面利用其结构简单、低功耗、制备工艺与传统CMOS生产工艺相兼容等特点,实现了数据二级制或多级数据的存储,有望成为在后摩尔定律时代取代现有主流存储器的一种替代产品。近几年二维功能材料作为新材料的代表,其在光学、电子机械等方面显示出其优势,并在在忆阻器领域显示出优异的性能,本文主要研究二维功能材料对忆阻器件性能方面的影响,分别基于石墨烯氧化物量子点和Ti₃C₂T_x两种二维材料主要做了以下三方面工作:1.探究不同浓度的石墨烯氧化物量子点（graphene oxide quantum dots,GOQDs）对Ag/Hf_0.5Zr_0.5O₂（HZO）/Pt器件性能的影响。通过旋涂的方法在HZO中嵌入GOQDs制备具有不同浓度GOQDs的Ag/HZO/GOQDs/HZO/Pt结构的忆阻器器件。器件测试结果表明,随着GOQDs的密度增加,相应器件的电阻变化会从突变转为缓变,并且高浓度GOQDs器件的电阻可以得到相应调控,模拟包括尖峰时间依赖可塑性（spiking-timing-dependent plasticity,STDP）、双脉冲异化（paired-pulse facilitation,PPF）等基本的神经突触功能。对器件导电机制的分析发现,导致这些现象发生的是GOQDs的高浓度阻止了Ag⁺迁移通过阻变层,从而导致Ag导电细丝的形成速度减缓。此研究表明,具有适当浓度度的GOQDs的忆阻器器件在人工电子突触应用中具有巨大潜力。2.探究Ti₃C₂T_x对HZO忆阻器件性能的影响。在本实验中制备了Al/HZO/Ti₃C₂T_x/Pt结构的器件,器件测试结果显示,相比没有嵌入Ti₃C₂T_x的Al/HZO/Pt忆阻器件来说,器件的I-V的高低阻值比发生较大变化,并且器件能够模拟如PPF和STDP等生物神经突触的基本功能。对于器件的导电机制分析认为器件的导电机制在高阻状态时是由HZO和Ti₃C₂T_x内部缺陷而产生的电子跃迁所致,而在低阻状态时则是由内部形成的氧空位导电通道所引起。这项工作表明,二维Ti₃C₂T_x材料在忆阻器性能改善中具有很好的潜力。3.将GOQDs嵌入Ti₃C₂T_x当中,研究其对忆阻器件性能的影响。实验制备Ag/Ti₃C₂T_x/GOQDs/Ti₃C₂T_x/Pt结构的器件,测试结果显示,器件表现出典型的双极电阻开关特性,开关电压相较于Ag/Ti₃C₂T_x/Pt器件的特性相比,由2.3 V/-1.8 V左右减小到0.5 V/-0.3 V上下,且器件的打开时间也达到了13 ns的良好性能。通过对器件的导电机理分析认为GOQDs的加入能够促进银离子在阻变层中的迁移进而促进导电通道的快速形成。该项工作提供了一种新的对二维材料性能改善的方法。