非易失性存储是重要的信息存储技术,被广泛应用于航空/航天、军事/国防、新能源和科学研究等各个领域。传统浮棚式非易失性存储器(Flash)的尺寸微缩已接近其物理极限,同时其存储性能和抗辐射性能也越来越难以满足航空航天对信息存储和数据处理的需求。阻变存储器(RRAM)是最具应用前景的下一代非易失性存储器之一,与Flash相比在器件结构、速度、可微缩性、三维集成潜力等方面都具有明显的优势。然而,目前RRAM尚处于芯片研发阶段,对阻变材料和器件的选择还未形成统一,其空间辐照效应研究才刚刚起步。本文通过阻变功能层非晶化和稀土元素掺杂、低阻区金属态导电细丝通路构建的途径设计了抗辐射的阻变存储器件,并对其开展了 MCo γ射线总剂量效应地面模拟辐照试验研究。主要工作内容及研究结果如下:(1)采用化学溶液沉积法制备了 Bi4Ti3012(BIT)薄膜研究了退火温度、薄膜厚度、元素掺杂、电极后退火对薄膜漏电流的影响。研究发现,随着退火温度的升高,薄膜的结晶颗粒变大,表面粗糙度逐渐增加,漏电流成指数级增大;通过增加薄膜厚度和元素掺杂可在一定程度上抑制该漏电现象;通过对电极进行适当的退火处理,能够显著降低薄膜的漏电流。(2)制备了多种类型的BIT基阻变存储器件,探究了薄膜结晶度、Nd元素掺杂、电极活性对其阻变特性的影响。研究发现,与结晶态BIT阻变器件相比,无定形BIT器件操作电压大,不易发生阻态翻转;Nd掺杂的α-BIT(α-BNT)器件相比未掺杂的α-BIT器件有着更加稳定初始高阻态,在超大电压下(约15V)才发生了电阻突变;采用活性金属Ag所制备的Ag/α-BNT/Pt阻变存储器件,相比采用惰性金属Pt所制备的阻变器件循环特性较好、操作电压低(<3V)、操作电流较小(< 10 mA)、开关比大(>104)、保持特性良好(>104s)。(3)针对Ag/α-BNT/Pt阻变存储器开展了基于60Co γ射线的电离辐射总剂量效应研究。经总剂量200 krad(Si)、500 krad(Si)、1 Mrad(Si)的辐照后,该器件的高低阻态没有发生明显变化;器件的操作电压随着辐照总剂量增加呈现略增大趋势;1 Mrad(Si)辐照后,器件的电阻值在5×104s的数据保持力测试中未发生明显改变,高低阻态可在既定操作电压区间进行循环转变。上述结果表明,Ag/α-BNT/Pt阻变存储器具有良好的抗电离辐射能力,这主要是源于α-BNT薄膜均匀无晶界的微观形态和器件低阻区的金属态导电细丝通路。