ITO/SnO2/TiN和ITO/Bi:SnO2/TaN忆阻器的I-V特性。（b） ITO/SnO2/TiN和ITO/Bi:SnO2/TyN忆阻器的导通/关断状态电阻比。经[69]许可转载，版权2020，Wiley。（c） ITO/TiO2/HfO2/Pt电阻RRAM的典型I-V曲线。插入（d） ITO/TiO2/HfO2/Pt RRAM在不同弯曲半径的拉伸应变下的LRS/HRS电阻。插图：ITO/TiO2/HfO2/Pt RRAM在聚萘二甲酸乙烯酯基板上的照片。经[49]许可转载，版权所有2019，Wiley。（e） Pt/HfO2/BFO/HfO2/TiN和Pt/HfO2/TiN器件的100条连续I–uV曲线。插图是Pt/HfO2/BFO/HfO2/TiN在凝固过程中的RS机制示意图。（f） Hf纳米丝的高分辨率TEM图像，插入：Pt/HfO2/BFO/HfO2/TiN器件功能层中六方晶Hf的FFT图案图像。经[16]许可转载，版权所有2021，Wiley。

另一方面，随着便携式和可穿戴设备的快速发展，迫切需要开发用于数据存储和与柔性电子系统中的其他电子设备集成的柔性忆阻器。如图1（c）所示，我们在聚萘二甲酸乙二醇酯衬底上制备了具有双层TiO2/HfO2结构的电阻随机存取存储器（RRAM），其具有500倍的机械弯曲。高电阻状态和低电阻状态的变化系数分别为3.2%和3%。在图1（d）中，在弯曲半径为70至10[UNK]mm的机械应力下，未观察到性能退化。HfO2/TiO2界面处的不对称沙漏状氧空位（Vo）分布在这种柔性RRAM器件的性能中起着关键作用[49]。

为了提高忆阻器的性能，优化模拟突触功能和进行神经形态计算，我们的研究小组通过插入4[UNK]nm的传统铁电BFO层，设计了一种三层HfO2/BiFeO3（BFO）/HfO2忆阻器。如图1（e）所示，忆阻器提高了RS性能，例如具有104的存储窗口和多级存储能力。进行了基于神经形态网络的模式识别模拟，识别准确率为91.2%。使用高分辨率TEM观察到由具有六方晶格结构的铪单晶组成的CFs（图1（f））。由于BFO插入层，更多的氧空位来源于BFO层，这使得Hf-CF的形成变得更容易[16]。

不仅学术界，工业界也参与了二元氧化物的研究。2010年，Unity报道了一种基于氧化物忆阻器的64[UNK]Mb测试芯片[72]。2013年，松下公司生产了一款名为MN101[UNK]L的微控制器，该微控制器采用了基于TaOx的忆阻器，采用0.18[UNK]μm工艺作为嵌入式存储器。2014年，索尼使用27[UNK]nm工艺制造了一种基于氧化物忆阻器的16Gb测试芯片。2016年，中国科学院微电子研究所制作了一个具有三维垂直结构的4层自选择氧化物忆阻器阵列作为测试芯片。台湾半导体制造有限公司（TSMC）已经能够使用22[UNK]nm工艺生产嵌入式氧化物忆阻器模块[73]。三星报告了一种Pt/Ta2O5/TaOx/Pt忆阻器，其开关速度为10 ns，续航时间为1012次循环[74]。中国科学院微电子研究所的刘团队设计了一种具有2晶体管2电阻器（2T2[UNK]R）PUF方案的Ta/TaOx/W忆阻器，并采用辅助电路技术生成密集可靠的密码密钥[75]。

钙钛矿钙钛矿是具有ABX3结构的材料。用低价金属离子掺杂A位点会导致氧空位作为材料[76]。通过用不同价态或半径的阳离子部分掺杂A位和B位，可以实现多种物理和化学性质。其中A是NH2CH＝NH21+（FA1+）、CH3NH31+（MA1+）或Cs+、Ag+；B是Pb2+或Sn2+；X是Cl-、Br-、I-或它们的组合[77]。常见的钙钛矿包括MAPbI3[78–81]、（C4H9NH3）2PbBr4[82]、LaFeO3[83]、MAPbBr3[84]、CH3NH3PbClXI3[85–87]等。由于钙钛矿材料优越的光电性能，如合适的可调带隙、高光学吸收系数、高光致发光量子产率、窄带发射、相对较短的吸收波长，-长扩散长度和低成本，钙钛矿是太阳能电池[88，89]、光电探测器[90，91]、发光二极管[92，93]等的理想材料。由于其新颖的光电特性，如混合离子和电子导电性、可切换的多数载流子浓度和缓慢的光电流衰减，钙钛矿是设计下一代神经形态忆阻器的有前途的材料。如图2所示(钙钛矿材料的一个严重缺陷是缺乏环境稳定性。为了解决这个问题，Cheng等人首次将无铅双钙钛矿Cs2AgBiBr6用于环境稳健的忆阻器[94]。具有ITO/Cs2AgBiBr6/Au结构的忆阻器表现出105秒的保持和104倍的机械弯曲性能（图2（c））。最重要的是，忆阻器的性能在恶劣的环境中保持稳健。该装置可在酒精燃烧器火焰中持续10秒，并能承受180°C的温度或剂量为5的60Coγ射线照射 × 105拉德（SI）（图2（f））。这些参数优于商用闪存设备[94]。尽管基于钙钛矿的忆阻器已被广泛研究，但钙钛矿忆阻器仍存在一些缺点，如与CMOS工艺不兼容，这限制了其实际应用。

2.2.3有机材料随着便携式和可穿戴设备的快速发展，迫切需要开发用于柔性电子系统中数据存储的柔性忆阻器。由于低成本、溶液可加工性、灵活性和大规模制备的能力，有机材料（有机小分子SU-8[95]、一氯铜酞菁（ClCuPc）[96]、2-（苯基）吡啶的Ru络合物（[RuII（L）3]（PF6）2）[97]和有机聚合物PEDOT:PSS[98，99]、含氟聚合物[100]等）是柔性忆阻器的有前途的候选者。刘等人制备了Ag/2DPBTA+PDA/ITO忆阻器，该忆阻器表现出良好的开关性能，具有高可靠性和再现性，开关比在102至105之间，具体取决于膜的厚度[101]。然而，基于2DP的非易失性忆阻器在0.1下仅具有200次循环的耐久性 V[101]。为了克服有机忆阻器耐久性低的问题，Xu等人报道了一种基于三氟氯乙烯和偏二氟乙烯共聚物（FK-800）的新型、柔性和坚固的扩散忆阻器。Ag/FK-800/Pt结构的器件具有超过106次循环的开关耐久性[102]。

尽管Ag/FK-800/Pt结构的有机忆阻器的耐久性已经大大提高，但它们的制造产率仍然很低。张等人通过实施2D共轭策略，实现了小型化和低功耗的聚合物忆阻器创纪录的90%的产率[103]。通过用2D共轭噻吩衍生物构建共面大分子，这种有机忆阻器具有10−15 J/bit的低功耗[103]。Park等人通过系统地设计碳纤维在聚合物介质中的扩散，制造了具有自选择性的溶液处理柔性有机忆阻器阵列，如图3（a）所示。在该阵列中，细胞自选择性有效地抑制了潜行电流路径，并且发现忆阻器阵列的最大尺寸大于1 M位。同时，基于这些设备的神经网络实现了90%以上的高识别精度