本发明公开了一种具有神经仿生功能的忆阻器，其结构从下到上依次包括衬底、在所述衬底上形成的Ag底电极层、在所述Ag底电极层上形成的功能层以及在所述功能层上形成的Ag顶电极层；所述功能层从下到上依次包括第一锆铪氧膜层、石墨烯氧化物量子点中间层以及第二锆铪氧膜层。同时，本发明还公开了该忆阻器的制备方法及应用。本发明通过特定结构的设计，使得最终制备的忆阻器具有很好的神经仿生效果；尤其是在功能层将石墨烯氧化物量子点中间层设置于第一锆铪氧膜层和第二锆铪氧膜层之间，这可精确控制导电细丝的生长和破裂来提高器件的均一性，能够使器件较现有同类型器件具有更稳定的阻值变化、更低的功耗、更好的稳定性和均一性。