忆阻器是电路中的第四种基本元件,具有尺寸小、功耗低、速度快、寿命长等优良的性能,在信息存储、逻辑运算、仿生突触、人工神经网络等领域有着广阔的应用前景。本文采用磁控溅射法和光刻工艺,基于CuAlOx及其金属Ag或Cu掺杂的介质薄膜,制备出了Ag/CuAlOx/p++-Si、Cu/CuAlOx/p++-Si、Ag/CuAlOx/ITO-glass、Ag/CuAlOx:Ag/p++-Si、Ag/CuAlOx:Cu/p++-Si五种结构的忆阻器,对它们的I-V性能、开关比和重复稳定性进行了对比研究;基于CuAlOx:Ag/TiOx、CuAlOx:Ag/SrTiOx双层介质薄膜,我们制备出了Ag/CuAlOx:Ag/TiOx/p++-Si、Ag/CuAlOx:Ag/SrTiOx/p++-Si两种结构的忆阻器,对它们的I-V特性、模拟开关性能、重复稳定性、器件内部的载流子传输机制、工作原理以及仿生突触性能进行了研究。本文取得的主要研究成果如下:（1）Ag/CuAlOx/p++-Si忆阻器不具有缓变的set和reset过程,开关比波动较大,重复稳定性不高。Cu/CuAlOx/p++-Si忆阻器的开关比随着循环次数的增加不断减小,从10~6减小为10~2,器件的重复稳定性一般,与Ag/CuAlOx/p++-Si相比,其最大复位电流、set和reset电压都比较大。Ag/CuAlOx/ITO-glass忆阻器的开关比在10～150之间,与Ag/CuAlOx/p++-Si相比,它的set和reset电压要小很多,高低阻态的重复稳定性也要好很多。（2）Ag/CuAlOx:Ag/p++-Si忆阻器的重复稳定性较好,开关比在200～1500之间,与Ag/CuAlOx/p++-Si相比,它的set和reset电压较小,具有缓变的set和reset过程,重复稳定性也要好很多。Ag/CuAlOx:Cu/p++-Si忆阻器的重复稳定性很好,开关比约为5000,与Ag/CuAlOx:Ag/p++-Si相比,它的set电压较大,开关比较大,但是在set过程中电流突变,阻值不可调节。（3）Ag/CuAlOx:Ag/TiOx/p++-Si忆阻器是Ag+迁移的电化学金属化（ECM）器件,具有缓变的set和reset过程,重复稳定性较好,但是它的开关比只有6,这使得器件的阻值调节范围不大。（4）Ag/CuAlOx:Ag/SrTiOx/p++-Si忆阻器也是Ag+迁移的ECM器件,具有缓变的set和reset过程,重复稳定性较好,开关比为10~3。Icc增大,器件的set和reset电压、低阻态电流、开关比也随之增大。在外加电压的作用下,其阻值实现了类似于突触权重逐渐增强或抑制的变化,同时还具有双脉冲易化（PPF）的特性。