中文摘要：

忆阻器是一种新型的非线性电阻元件。由于其具有非易失性、纳米尺度和三维堆叠等特性，在实现非易失性存储器方面具有巨大的应用前景。本项目拟依托于申请者所在课题组前期工作中提出的Pt/TiO2-x/TiO2/TiO2+x/Pt结构忆阻器，研究基于该结构忆阻器的新型非易失性存储器电路设计与实现的科学问题。采用基于量子机制的第一性原理方法对忆阻器的微观工作机理进行深入研究。揭示忆阻器内氧空位和氧离子的浓度及分布梯度、纳米膜厚度、铂纳米线交叉点面积、外加电压等因素对忆阻器电阻率和开关速度等宏观特性的影响规律。在此基础上，建立便于集成电路设计的忆阻器SPICE模型。采用不同尺寸的铂纳米线与忆阻器组合，设计仅包含铂纳米线和忆阻器元件的存储器电路。最终通过磁控溅射镀膜和电子束曝光等技术制备新型非易失性存储阵列的原型芯片。该项研究将为打破国际专利壁垒，使我国掌握具有自主知识产权的下一代信息存储技术提供技术储备。