基于无机纳米颗粒/有机物的复合阻变存储器件以高读写速度，高存储密度和简单的制备工艺等特点被认为是下一代非易失性存储器中最有利的竞争者。目前该类器件的研究还处于初级阶段，纳米材料对器件阻变行为、能级结构对器件的性能影响规律还不清楚，器件的阻变机制与纳米材料特性的关联性也有待深入的探讨。本论文从纳米材料表面修饰、材料缺陷调控、器件能级结构设计等方面改善器件性能，分析了器件阻态转变的机理和载流子的传输机制。1采用原位生长的方法制备了SiO2修饰表面的ZnO纳米颗粒。运用简单的旋涂成膜的方法制备了结构为ITO/SiO2表面修饰的ZnO镶嵌在PVP中/Al的复合阻变存储器件，I-V曲线显示SiO2修饰层一定程度上提高器件的阻变性能。讨论认为SiO2修饰层除了具有降低ZnO纳米颗粒的表面态、提高ZnO纳米颗粒的分散性和成膜性、限制电子的复合消耗的作用之外，宽带隙的SiO2修饰层作为电子的隧穿层，使得外加电场撤去后电子更容易保持在ZnO纳米颗粒中，提高了器件的稳定性和器件的开关比。对器件阻态的转变机制以及载流子的传输方式的讨论认为，复合器件中ZnO纳米颗粒对电荷的俘获和释放导致内部空间电场的形成与消失，在ON态时器件中载流子的传输主要以欧姆传导为主，在OFF态时，正压区器件中载流子主要为空间电荷限制电流，负压区器件中载流子的传导则以热电子发射机制为主。2采用化学浴沉积法制备了ZnO纳米棒阵列。利用退火前后样品的光致发光光谱认为ZnO纳米棒体内主要存在氧空位和锌空位。对比了真空退火前后得到的ZnO纳米棒阵列所制备的FTO/ZnO NRs/PMMA/Al阻变器件。I-V测试发现相比于退火的纳米棒材料，未经退火处理的纳米棒制备的器件具有良好的阻变性能。分析认为器件阻变现象可能与ZnO纳米棒体内氧空位缺陷有关，电场作用下由Al电极注入的电子被ZnO纳米棒体内氧空位缺陷俘获，形成一个与外界相反空间电场，阻碍载流子进一步注入，器件由ON态转变到OFF态，反向电场下被俘获电荷的释放使得器件又恢复到ON态。3制备了ITO/PVP/ZnO NCs/PbS NCs/PVP/Al复合阻变存储器件。与参比器件ITO/PVP/ZnO NCs/PVP/Al相比，PbS NCs层的加入使得器件的开关比提高了102倍。我们认为PbS NCs层的加入不仅优化了器件的能级结构，使器件对载流子的俘获和释放更加容易，还对ZnO层进行了一定的修饰，降低了载流子的复合消耗。