近几十年来,随着材料科学技术的急速成长,纳米薄膜因有着许多独特且卓越的性质被广泛应用于信息、能源、生物等各个领域。然而,由于外界的机械应力、温度、压力以及薄膜内部的缺陷、势垒等的影响,使得纳米薄膜表面结构发生变化,这些微小的变化能导致薄膜性能发生根本的变化,从而不利于器件的合成。因此,研究和制备出性能高、稳定性好、符合需求的纳米薄膜成了当今材料科学的关键。然而,要实现纳米薄膜的可控制备,需在原子层面上观测薄膜的成核机理以及生长过程,这在当今实验设备上很难得到控制。因此我们采用计算机模拟技术来对纳米薄膜的力学性质和生长过程进行研究,一方面方便我们探索成核的生长机理和规律及研究薄膜的性质,另一方面可以大量减少实验中的资源浪费并对实验有重要的指导作用。本课题的研究内容主要分为两个部分,第一部分是研究采用分子动力学方法模拟的三种不同表面形貌的银纳米薄膜沿着[0 1 0]晶向拉伸的力学性质,第二部分是研究采用蒙特卡罗方法模拟的二维铜薄膜生长过程中台阶势垒和温度对表面形貌的影响。模拟的结果表明:(1)三种银纳米薄膜的拉伸过程主要分为两个阶段,一是弹性形变阶段,二是塑性形变阶段。研究表面,普通薄膜有着较高抗拉伸能力;而对于网格薄膜,方形网格薄膜有着较高的抗拉伸能力。(2)随着纳米薄膜厚度的逐渐增加,薄膜的初始应力都逐渐减小;屈服应变略微有所波动;屈服应力和杨氏模量基本不变。(3)随着温度的逐渐升高,薄膜的屈服应变、屈服应力和杨氏模量都会下降,且下降趋势近似呈线性变化。(4)台阶势垒影响着薄膜的表面形貌,基本上,薄膜表面的粗糙度随二维台阶势垒和三维台阶势垒的增大而增大。(5)二维台阶势垒和三维台阶势垒存在着竞争关系,且竞争点的三维台阶势垒值随二维台阶势垒的增大而变小。(6)温度也同样影响着薄膜的表面形貌,基本上,薄膜表面的粗糙度随温度的升高而下降。因此,可以把二维台阶势垒和三维台阶势垒的竞争关系推广至任意温度下,对实验上制备纳米薄膜有着重要的指导意义。