本发明属于半导体信息存储和人工突触器件技术领域，更具体地，涉及一种自成型的拓扑相变纳米存储器件结构、其制备和应用。通过在SXO(X＝Fe,Co)薄膜上生长活泼金属纳米颗粒，利用金属纳米颗粒易于被氧化的性质来吸收SXO中部分O离子，此时金属纳米颗粒下方的SXO薄膜处于缺氧状态，形成阻值较高的BM‑SXO相阻挡层，此时PV‑SXO导电丝的尺寸由金属纳米颗粒的尺度决定，且PV‑SXO导电丝的方向被一定程度限定为垂直于薄膜面内方向，以实现氧化物基存储器件的一致性与可靠性。