本发明属于多值存储和逻辑运算技术领域，具体为一种集多值存储与逻辑运算于一体的器件单元及其操作方法。本发明器件单元包括由复杂强关联氧化物薄膜制备成的微纳米线、生长薄膜的衬底以及在其表面微纳加工得到的多对侧栅电极。当在侧栅电极上施加多对电压，可局域调控复杂强关联氧化物微纳米线金属绝缘体转变，实现多值信息存储。同时在该器件上可实现“非”、“与非”、“或非”等逻辑运算。采用电场调控读写数据，有利于降低器件存储单元功耗，同时将多值存储和逻辑运算集于同一器件单元，可简化器件结构，提高集成度。采用不同对电极写入数据，有利于独立的对各对电极进行调控和优化。