随着科技的不断进步,人们对存储器的要求也越来越高。Flash存储器具有抗震性好、读写速度快、擦写次数多等优点,占据了非易失性市场90%的份额。然而Flash存储器存在小型化困难和性能难以提高等问题,人们急需新的解决方案。阻变存储器因其简单的器件结构、良好的性能成为新一代存储器有力的竞争者。有机材料作存储介质可以使器件具有良好的柔韧性,可应用在生物医学领域和可穿戴设备中。但有机材料不耐高温、不易频繁读写,所以其性能并不令人满意。二维层状材料MoS2具有良好的柔韧性和热稳定性,有潜力被应用到柔性存储领域,但是基于MoS2的存储器性能还不能满足人们的需求,而性能是和微观机理息息相关的,目前的研究往往局限在材料改性等宏观尺度的研究上,没有将电学性质变化和微观结构变化相结合,不能充分揭示其阻变机理。所以,本文在透射电子显微镜中原位构建了两种不同结构的Cu/MoS2/W器件,分别是电场平行于MoS2层间方向的器件结构(以下简称水平结构)和电场垂直于MoS2层间方向的器件结构(以下简称垂直结构),结合电学测试和微观结构表征,我们研究了 MoS2作为存储介质时导电细丝生长和破灭的完整过程,并对生成物进行了分析和表征,还探讨了电子束辐照对器件的影响,为基于MoS2存储器性能的优化提供了理论和实验依据。本文主要工作内容和结果如下:(1)研究了水平结构器件的工作过程。发现其阻变机理是基于Cu导电细丝的生长和破灭,实验结果符合电化学金属化的理论。导电细丝的生长可分为2种模式:①在惰性电极(W电极)处形核并向活性电极(Cu电极)生长;②在中间开始形核并向两个电极生长。分析认为局部温度、电场和离子浓度导致的氧化还原速率差异是形成这两种生长模式的主要原因。导电细丝的破灭是从最薄处开始,分析认为电场强度和焦耳热对于导电细丝的破灭起主要作用。(2)研究了垂直结构器件的工作过程。发现在电场作用下,Cu电极会与MoS2形成铜硫化合物,当形成Cu2S时,器件开始具有阻变特性,分析认为其阻变机理也是基于Cu导电细丝的生长和破灭。(3)研究了电子束辐照对水平结构和垂直结构器件的工作过程的影响。实验结果表明,电子束对水平结构的影响可以忽略,而对垂直结构的影响较大。垂直结构在电子束的辐照下也可生成Cu2S,使器件具有阻变特性。我们分析了在电场和电子束辐照共同作用下垂直结构器件的变化,认为电场起主要作用。