本发明提供了一种超晶格忆阻器功能层材料、包含该超晶格忆阻器功能层的忆阻器单元及其制备方法，其中，该超晶格忆阻器功能层材料是至少由第一金属氧化物层和第二金属氧化物层交替堆垛在第一平面方向形成层叠结构。本发明利用两种二元金属氧化物氧离子的迁移势垒不同，使得忆阻器在一定条件下，阻态可进行稳定的缓变，实现了对氧空位导电细丝通断的调制效果，提高了忆阻器的稳定性和一致性。此外，忆阻器电导可以随外加电场连续变化，实现了电导连续可调的突触特性，提高了类脑神经形态计算突触线性度。对于存储融合计算和神经形态计算的硬件实现具有重要意义。