钛酸钡薄膜电阻开关特性的研究在很早以前就有报道,Ba TiO₃薄膜电阻开关存储器件的研究普遍存在置/复位电压(V_set/V_reset)较大（>±1V）的问题。基于Ba TiO₃薄膜金属-绝缘体-金属结构的存储单元在置/复位电压、存储窗口以及均一性等电阻开关性能参数还不尽如人意,因此研究者们开始通过掺杂和界面修饰层等方式来改善Ba TiO₃薄膜的电阻开关性能。可观的是,通过掺杂或者插入缓冲层材料后,BaTiO₃薄膜的工作电流和置/复位电压改善非常明显,而且高/低阻态的电阻比和器件的保持时效性都有普遍的提高。因此本文主要是选择ZnO薄膜、HfO₂薄膜、Al₂O₃薄膜以及BiFeO₃薄膜作为缓冲层,在BaTiO₃薄膜同一位置插入不同材料的缓冲层构成多层结构器件,研究了加入缓冲层前后器件的电阻开关特性,以及测量过程中加入不同光辐照强度时薄膜器件在不同偏压下的电阻开关性能参数。特别是置/复位电压的大小以及分布弥散性,最后以复合薄膜的形式研究了光照对BaTiO₃/BiFeO₃薄膜电学性质的影响。本论文中最主要的研究内容及其结论如下:（1）首先利用磁控溅射方法制备了Ag/Ba TiO₃/Ag存储单元,然后对比研究了该薄膜存储单元在黑暗条件下不同偏压的电阻开关特性。对比研究结果表明:单层BaTiO₃薄膜器件随着偏置电压的增加,其双极性电阻开关效应越明显,正负偏压下置/复位过程变化越迅速,存储窗口也更加对称。当偏置电压为0.8V时,负向偏置电压扫描至-0.36V时,该存储单元从低阻态跳变到高阻态,不过电阻状态转换的过程发生了两次,呈现出多态电阻开关效应。（2）利用磁控溅射方法在BaTiO₃薄膜中插入缓冲层ZnO薄膜,制备得到Ag/BaTiO₃/ZnO/Ag存储单元,对比研究了该存储单元在不同光辐照强度和偏压的电阻开关特性。对比研究结果表明:在黑暗条件下,该器件在不同偏压下都有优异的双极性电阻开关回线。该存储器件在读取电压为0.22V时,电阻开关比超过了10³。随着偏置电压的增加,器件的置/复位电压增大且分布范围更广(V_set由0.18V～0.36V变成0.3V～0.63V,V_reset由-0.1V～-0.2V变成-0.18V～-0.35V),其中置位电压的范围变化更加明显。接着在不同光辐照强度（20uw/cm²、100uw/cm²及250uw/cm²）下进行测量,得到的I-V曲线都呈现出非常明显的双极性电阻开关效应。随着光照强度的增加,器件的电阻开关比由>10⁴减小到>10,存储窗口变得越来越不对称。置/复位电压增大且分布范围也越来越分散(V_set由0.2V～0.3V变成0.2V～0.4V,V_reset由-0.1V～-0.2V变成-0.1V～-0.16V)。（3）利用射频磁控溅射方法在BaTiO₃薄膜中插入缓冲层HfO₂薄膜,制备得到Ba TiO₃/HfO₂存储单元,对比研究了不同光辐照强度对该存储单元在不同偏压的电阻开关特性的影响。研究结果表明,在黑暗条件下,该存储单元在不同偏压都有比较明显的双极性电阻开关效应,随着偏置电压的增加,高阻态的电阻越来越稳定,但是电阻开关比变小（由10³减小到10）。在测量的过程中加入不同光辐照强度后,得到电流-电压曲线都呈现出非常明显的双极性电阻开关效应。随着光辐照强度的增加,该存储单元的栅电流普遍增大（正偏压下变化更加明显）,电阻开关效应普遍变小,不过存储窗口变得比较对称。（4）利用射频磁控溅射方法在BaTiO₃薄膜中插入缓冲层Al₂O₃薄膜,得到Ba TiO₃/Al₂O₃存储单元,对比研究了在黑暗条件下不同偏置电压对该薄膜器件的电流-电压曲线的影响。偏置电压不断增加,器件的I-V曲线呈现出的双极性电阻开关效应更明显。器件的置/复位电压较小,在0.3V的读取电压下,其电阻开关比可以达到10⁴。（5）本文还利用磁控溅射方法在BaTiO₃薄膜中插入缓冲层BiFeO₃薄膜,制备得到Ba TiO₃/BiFeO₃存储单元,以及利用BaTiO₃/BiFeO₃复合靶材制备了Ba TiO₃/BiFeO₃复合薄膜器件。主要研究了BaTiO₃/BiFeO₃存储单元在黑暗条件下不同偏置电压的电阻开关特性。该器件在不同偏压下有着非常明显的双极性电阻开关效应,在0.2V的读取电压下,器件的电阻开关比都大于100。但是随着偏置电压的增加,置/复位电压分布较分散,V_set由0.46V变成0.7V～1.3V。而且负偏压下的存储窗口变小。最后我又探究了BaTiO₃/BiFeO₃复合薄膜在不同退火温度下的光电特性,结果表明随着退火温度的升高,器件在光辐照下的电流也增大,其光电响应比率也变大,所以有着非常明显的光电导效应。