伴随着科技的腾飞,人们对存储器性能的需求标准也越来越高,比如,高密度、高速度、非挥发性、低功耗等等。闪存占据了非易失存储器的主要市场,但是,闪存存在着速度慢的缺点,并且随着器件尺度的减小,其氧化层厚度也将减小,会引起散热差、漏电等问题,因此,其发展前景并不乐观。目前,人们在研究的非易失新型随机存储器兼有速度快和非易失的特点,主要包括磁存储器(MRAM)、铁电存储器(FRAM)、电阻存储器(ReRAM)、相变存储器(PRAM)等。ReRAM为最新发展的存储器,但是它具备速度快、低功耗、低成本、制作简单、与传统CMOS工艺能够很好的兼容的优势,因此ReRAM有很大的潜力成为下一代新型存储器。在1962年,科学家T. W. Hickmott通过研究Al/Al2O3/Au、Zr/ZrO2/Au等这种金属-介质层-金属的三明治结构的I-V特性曲线,首次开展了对阻变现象的研究。近几年,ReRAM逐渐成为存储器研究的焦点。Ta205有杰出的化学性质和物理性质,Ta205越来越吸引人们注意,并在多个领域得到应用。例如,Ta205是一种具有高折射率的镀膜材料,其折射率为2.1。由于Ta205和Si之间具有高质量的界面和小的漏电流,通常在高品质的电容器中用作绝缘层。在电阻开关特性的研究领域中,由于Ta2O5稳定的电阻开关特性,是被应用研究的最多的材料之一。在本论文中,我们使用溅射仪制备了Ag/Co/Ta2O5/Ag结构的异质结,并在其中发现了重复性良好的双极阻变,高低阻态之比高达104,其优良的性质将使其在阻变存储器中有良好的应用。通过改变异质结中Ta205的厚度和结面积的大小,我们发现,异质结的低阻态电阻并不随着Ta205的厚度和结面积的改变而有明显的变化,并由此得出该异质结的导电类型属于块体主导型。在进一步的实验中,我们使用金电极替代银电极,制备了Au/Co/Ta2O5/Au结构的异质结,在其中也发现了同样类型的双极阻变。因此排除了低阻态时银电极形成银灯丝的可能,推测阻变是由Ta205中氧离子迁移引起的。我们还制备了Ag/Ta2O5/Ag器件,并测量了其阻变性质,呈现出不稳定的补偿阻变,并且我们的样品不需要电成型过程,对于多层膜磁性测量证明CoO的生成。综合上述现象我们认为Co层的加入会打破器件的平衡结构,Co很活泼,会在生长Ta205的时候自然氧化形成一层CoO,这样就在Ta2O5中会形成一个氧空位的空间梯度分布,代替了其他文献报道中的电成型过程。阻变的过程大致如下：当加正向电压时,氧空位会向负极方向聚集,从而使负极附近的导电性增强,加在负极附近的电场减小,此处我们称之为虚拟阴极,随着加电压的时间增长,虚拟阴极会逐渐往阳极移动,最终和阳极金属电极接触,从而使之由高阻态转变为低阻态,反之加负电压会使得氧空位反向移动从而导致氧空位通道断裂,使之由低阻态转变为高阻态。总之,我们的工作成功实现了稳定的双极阻变,得出阻变现象的机理是氧离子迁移导致的导电通道以及Co层加入的意义。