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近年来,忆阻器因其独特的非线性电学性能引起了极大的研究兴趣,特别是在阻变存储和神经突触仿生领域研究中有着广泛应用。然而传统忆阻器件的柔性与耐高温性较差以及导电通路缺乏可控性导致开关电压弥散性较大,这阻碍了忆阻器实用化发展的脚步。因此制备出高性能新型忆阻器件是前沿领域的研究重点。同时,由于铁电忆阻器件具有良好的可控性,因此本文对铁电忆阻器件也进行了相应研究并对铁电与氧空位造成的电阻切换机制进行了深入分析。本文以金属氧化物材料为基础,对高性能忆阻器及神经突触仿生功能进行研究,其主要内容如下:一.本研究制备出基于云母衬底的Pd/BaTiO3（BTO）/LaSrMnO3（LSMO）结构柔性存储器件并对其柔性以及耐高温性等进行研究。这项工作制备出3毫米弯曲半径的器件且在弯曲104次后仍然表现出优异的电学性能。除了在室温下具有稳定的开关特性和多阻值存储功能外,在200℃高温下仍然具有优异的保持特性和高阻（HRS）与低阻（LRS）之间的状态转换特性。该工作表明柔性存储器件具有高温稳定性好、弯曲性和耐久性好等优点,因而具有巨大的研究价值。二.本研究制备出不同结晶质量的Hf0.5Zr0.5O2（HZO）薄膜器件并探究了不同器件的开关特性。实验结果表明与普通多晶器件相比,择优取向HZO薄膜器件具有开关电压弥散性较低（分别为-4-2V和0.51.0V）、数据保持时间长（保持时间为105秒）以及更好的多级存储功能等优点。研究还发现择优取向HZO薄膜器件可以成功实现对生物突触功能的模拟。该工作表明控制实验条件制备高质量HZO薄膜可以提高存储器件的电学性能,有利于解决开关参数弥散性较大的问题并且有利于忆阻器件的进一步发展。三.这项工作研究了应变对HZO铁电薄膜忆阻器及其电阻开关特性的影响。测试结果表明器件的极化反转电压（分别为1V/-1.8V,0.2V/-1.6V和0V/-1.5V）与电阻开关特性随应变的不同而发生改变。在这项研究中还通过控制氧压制备不同氧浓度（分别为0.5Pa,13 Pa,26 Pa）的HZO薄膜忆阻器。提出HZO薄膜忆阻器的电阻转换行为可能由铁电和氧空位迁移共同参与导致。研究还发现HZO薄膜忆阻器可以成功模拟出类似于人脑的学习行为。这些结果可能有助于刺激基于HZO类铁电半导体氧化物薄膜忆阻器的基础研究及其在下一代人工电子突触设备中的潜在应用。