憶阻器，是一種非線性二端子電部件與電荷和磁性的磁鏈。它于1971年由LeonChua描述和命名，完成了基本電氣元件的理論四重奏，其中還包括電阻器、電容器和電感器。

Chua和Kang后來將這個概念推廣到憶阻系統。這樣的系統包括一個電路，該電路由多個常規組件組成，該電路模擬了理想憶阻器組件的關鍵特性，并且通常也被稱為憶阻器。已經開發了幾種這樣的憶阻器系統技術，特別是ReRAM。

電子設備中憶阻特性的識別引起了爭議。在實驗上，理想的憶阻器還有待證明。

工程師和科學家很少以原始形式分析物理系統。相反，他們構建了一個近似系統行為的模型。通過分析模型的行為，他們希望預測實際系統的行為。構建模型的主要原因是物理系統通常太復雜而無法進行實際分析。

在20世紀，研究人員在無法識別憶阻特性的設備上進行了工作。這提出了應將此類設備識別為憶阻器的建議。Pershin和DiVentra提出了一種測試，可以幫助解決一些長期存在的關于理想憶阻器是否確實存在或純粹是數學概念的爭論。

2007年，惠普公司的R.StanleyWilliams報告了一個實驗性固態版本，人們對憶阻器的興趣重新燃起。這篇文章是xxx個證明固態器件可以具有基于納米薄膜行為的憶阻器特性。該設備既不像理論上的憶阻器所建議的那樣使用磁通量，也不像電容器那樣存儲電荷，而是實現了依賴于電流歷史的電阻。

盡管在惠普關于其TiO2憶阻器的初始報告中沒有引用，但二氧化鈦的電阻開關特性最初是在1960年代描述的。

HP設備由兩個5納米厚的電極之間的二氧化鈦薄膜（50納米）組成，一個是鈦，另一個是鉑。最初，二氧化鈦薄膜有兩層，其中一層有輕微的氧原子消耗。氧空位充當電荷載流子，這意味著耗盡層的電阻比非耗盡層低得多。當施加電場時，氧空位漂移（見快離子導體)，改變高阻層和低阻層之間的邊界。因此，整個薄膜的電阻取決于在特定方向上通過它的電荷量，這是通過改變電流方向可逆的。由于HP器件在納米級顯示出快速離子傳導，因此被認為是納米離子器件。

僅當摻雜層和耗盡層都對電阻有貢獻時，才會顯示憶阻。當足夠的電荷通過憶阻器，離子不能再移動時，設備進入滯后狀態。它不再對q=∫Idt進行積分，而是將q保持在上限和M固定，從而充當恒定電阻器，直到電流反向。

一段時間以來，薄膜氧化物的存儲器應用一直是一個活躍的研究領域。IBM在2000年發表了一篇關于與威廉姆斯描述的結構類似的結構的文章。三星擁有類似于威廉姆斯描述的基于氧化物空位的開關的美國專利。威廉姆斯還擁有與憶阻器結構相關的美國專利申請。

2010年4月，HP實驗室宣布他們擁有工作在1ns(~1GHz)開關時間和3nmx3nm尺寸的實用憶阻器，這預示著該技術的未來發展。在這些密度下，它可以輕松與當前的25納米以下閃存技術相媲美。

2004年，Krieger和Spitzer描述了聚合物和無機類介電材料的動態摻雜，這些材料改善了創建功能性非易失性存儲單元所需的開關特性和保持力。他們在電極和有源薄膜之間使用了一個無源層，這增強了從電極中提取離子的能力。可以使用快速離子導體作為這種無源層，這可以顯著降低離子提取場。

2008年7月，Erokhin和Fontana聲稱在最近發布的二氧化鈦憶阻器之前已經開發出一種聚合物憶阻器。

2010年，Alibart、Gamrat、Vuillaume等人。介紹了一種新的混合有機/納米粒子器件（NOMFET：納米粒子有機記憶場效應晶體管），其行為類似于憶阻器，并表現出生物尖峰突觸的主要行為。該設備也稱為突觸器（突觸晶體管），用于演示受神經啟發的電路（顯示巴甫洛夫學習的聯想記憶）。

2012年，Crupi、Pradhan和Tozer描述了使用基于有機離子的憶阻器創建神經突觸記憶電路的概念設計證明。突觸回路顯示出長期增強學習能力以及基于不活動的遺忘。使用一個電路網格，一種光模式被存儲起來，然后被召回。這模仿了初級視覺皮層中V1神經元的行為，這些神經元充當時空過濾器，處理視覺信號，如邊緣和移動線。

2014年，Bessonov等人。報道了一種靈活的憶阻器件，包括夾在塑料箔上的銀電極之間的MoOx/MoS2異質結構。該制造方法完全基于使用二維層狀過渡金屬二硫屬化物(TMD)的印刷和溶液處理技術。憶阻器具有機械柔性、光學透明并以低成本生產。發現開關的憶阻行為伴隨著顯著的憶阻效應。高切換性能、已證明的突觸可塑性和機械變形的可持續性有望在新型計算技術中模擬生物神經系統的吸引人的特性。

原子電阻器被定義為在原子級薄納米材料或原子片中表現出憶阻行為的電子器件。2018年，葛和吳等人。首次報道了基于垂直金屬-絕緣體-金屬(MIM)器件結構的單層TMD（MX2,M=Mo,W;和X=S,Se）原子片的普遍憶阻效應。這些原子電阻器提供無成型開關以及單極和雙極操作。在具有各種金屬電極（金、銀和石墨烯）的單晶和多晶薄膜中發現了開關行為。通過CVD/MOCVD制備原子級薄TMD片，實現低成本制造。隨后，利用低“導通”電阻和大開/關比的優勢，證明了一種基于MoS2原子電阻器的高性能零功率射頻開關，標志著憶阻器的新應用。

的鐵電體憶阻器是基于夾在兩個金屬電極之間的薄鐵電屏障。通過在結上施加正電壓或負電壓來切換鐵電材料的極化會導致兩個數量級的電阻變化：ROFF?RON（稱為隧道電阻的效應）。通常，極化不會突然切換。通過具有相反極化的鐵電疇的成核和生長逐漸發生逆轉。在此過程中，電阻既不是RON也不是ROFF，但介于兩者之間。當電壓循環時，鐵電疇結構發生變化，允許對電阻值進行微調。鐵電憶阻器的主要優點是可以調整鐵電疇動力學，提供一種設計憶阻器響應的方法，并且電阻變化是由純電子現象引起的，有助于設備可靠性，因為不涉及材料結構的深度變化。

2013年，Ageev、Blinov等人。報道了通過掃描隧道顯微鏡研究碳納米管束，觀察基于垂直排列的碳納米管的結構中的憶阻器效應。

后來發現當納米管具有非均勻彈性應變ΔL0時，會觀察到CNT憶阻切換。結果表明，應變的СNT的憶阻切換機制是基于不均勻的形成和隨后的重新分布在外部電場E(x,t)的影響下，納米管中的彈性應變和壓電場Edef。

生物材料已被評估用于人工突觸，并顯示出在神經形態系統中的應用潛力。特別是，已經研究了使用基于膠原蛋白的生物憶阻器作為人工突觸裝置的可行性，而基于木質素的突觸裝置則根據電壓的符號顯示出隨著連續電壓掃描而升高或降低電流此外，一種天然絲素蛋白表現出憶阻特性；基于生物分子的自旋憶阻系統也在研究中。

磁盤驅動器制造商希捷科技的研究人員Chen和Wang描述了三個可能的磁憶阻器示例。在一個器件中，當器件的一個部分中的電子自旋指向與另一部分不同的方向時，就會產生電阻，從而形成“疇壁”，即兩個部分之間的邊界。流入器件的電子具有一定的自旋，這會改變器件的磁化狀態。反過來，改變磁化強度會移動疇壁并改變電阻。這項工作的重要性導致了IEEESpectrum的采訪。自旋電子學的xxx個實驗證明2011年提出了基于磁隧道結中自旋電流引起的疇壁運動的憶阻器。

憶阻器仍然是實驗室的好奇心，因為其數量還不足以獲得任何商業應用。盡管缺乏大規模供應，根據AlliedMarketResearch的數據，憶阻器市場在2015年價值320萬美元，到2022年將價值7900萬美元。

憶阻器的一個潛在應用是用于超導量子計算機的模擬存儲器。

憶阻器有可能被塑造成非易失性固態存儲器，它可以允許比訪問時間類似于DRAM的硬盤驅動器更高的數據密度，從而取代這兩個組件。惠普設計了一個交叉鎖存存儲器的原型，該存儲器可以在一平方厘米內容納100吉比特，并提出了一種可擴展的3D設計（由多達1000層或每厘米31拍比特組成）。2008年5月，惠普報告說，其設備目前的速度約為DRAM的十分之一。設備的電阻將用交流電讀取這樣存儲的值就不會受到影響。2012年5月，據報道，訪問時間已提高到90納秒，比同時代的閃存快近一百倍。同時，能耗僅為閃存的百分之一。

憶阻器在可編程邏輯、信號處理、超分辨率成像、物理神經網絡、控制系統、可重構計算、腦機接口、中的應用]和RFID。憶阻器件可能用于有狀態的邏輯隱含，允許替代基于CMOS的邏輯計算。在這個方向上已經報道了一些早期的工作。

2009年，一個由LC網絡和憶阻器組成的簡單電子電路用于模擬單細胞生物適應性行為的實驗。研究表明，受到一系列周期性脈沖的影響，電路學習并預測下一個脈沖，類似于粘菌Physarumpolycephalum的行為，其中細胞質中通道的粘度響應周期性環境變化。這種電路的應用可以包括，例如，模式識別。該DARPA突觸項目資助的惠普實驗室，在合作與波士頓大學NeuromorphicsLab一直在開發可能基于憶阻系統的神經形態架構。2010年，范思哲和錢德勒描述了MoNETA（模塊化神經探索旅行代理）模型。MoNETA是xxx個實現全腦電路的大規模神經網絡模型，使用憶阻硬件為虛擬和機器人代理提供動力。Merrikh-Bayat和Shouraki演示了憶阻器交叉結構在模擬軟計算系統構建中的應用。2011年，他們展示了如何將憶阻器交叉開關與模糊邏輯結合以創建模擬憶阻神經模糊具有模糊輸入和輸出終端的計算系統。學習是基于受Hebbian學習規則啟發而創建的模糊關系。

2013年，LeonChua發表了一篇教程，強調了憶阻器所涵蓋的復雜現象和應用的廣泛范圍，以及它們如何用作非易失性模擬存儲器并可以模仿經典的習慣和學習現象。