阻变存储器(RRAM)作为下一代非易失性存储器的重要应用受到越来越广泛的关注,其中,无机阻变存储器相对于有机存储具有结构简单、制造成本低、密度高和保持性好等优点。随着科技的发展,对器件的柔性方面提出了更高的要求,但是由于无机薄膜本身的脆性较大,易产生微裂纹,并且目前阶段对这方面的研究较为缺乏。本课题通过调整不同金属上电极和膜层顺序,构建最优器件结构,利用第一性原理计算和有限元分析分别讨论薄膜的机械耐弯折性能和载流子输运特性,并探究内外弯折对器件阻变特性的影响。论文的主要研究如下:首先,选用典型p型NiO、n型TiO2作为主要阻变材料,基于本实验组的前期工作,制备性能最优的纳米粒子,同时利用ABAQUS对比在相同弯折半径下NiO和TiO2薄膜内应力水平,在相同的弯折半径下,NiO的能量释放率要略大于TiO2,即NiO薄膜产生裂纹所需能量更大,因此其耐弯折性能要更差。另外,NiO本身的漏电流较大,弯折过程中内部结构易被破坏,裂纹尺度相对较大,镓铟微滴进入薄膜裂纹中,使薄膜有效厚度减小,阈值电压下降。而TiO2纳米粒子为无定型结构,在弯折过程中产生裂纹尺度相对较小,不足以使得镓铟微滴进入缝隙,但氧气易进入薄膜内部,使薄膜被氧化,阈值电压增大。其次,研究不同金属上电极对器件阻变特性的影响。结论发现Al电极易生成氧化层,I-V曲线呈现为迟滞曲线。Au为上电极时器件的势垒高度较大,需要更大的外加偏压使电子通过该势垒,所形成的细丝直径较大,不易断裂,器件难以从低阻态返回至高阻态。上电极为Ag时,蒸镀过程中易渗透进入功能层中,使器件内部短路。而Cu电极功函数适当并且性能较为稳定,因此阻变特性较好。第一性原理计算发现,p-n界面将引入额外的能级,使电子态密度变缓。相对于单层薄膜而言,复合薄膜会增加器件在高阻态的电流,使开关比有所降低,但是由于膜层结构的影响,会提高器件的稳定性。最后,研究内外弯折对器件阻变特性的影响,发现外弯对器件的输运分析影响较小,随着弯折次数的增加,高阻态SCLC拟合的斜率值逐渐减小,薄膜内部产生微裂纹,漏电现象更为明显,同时高阻态电流值增加。内弯时,薄膜主要受压缩应力,发生屈曲现象,易从基底脱层。当薄膜受弯之后,纳米粒子之间的间隙减小,部分铜细丝和下电机直接接触,使得器件向欧姆接触转变。器件内部结构更为紧密,有效厚度减小,在外加偏压下器件更易在内部形成导电通路。相对于外弯,内弯更容易使器件失效。总而言之,弯折使得薄膜漏电流增大,器件向欧姆接触转变,同时开关比减小,阈值电压增大,并且内弯更容易使器件阻变性能下降。本文对后续进一步研究和改善无机薄膜的耐弯折性能有参考价值。