纳米薄膜在许多领域有着重要的应用，如制样或构件等可以通过在其表面上沉积薄膜或涂层改善自身的热性能[63]、力学性能[64，65]，以及光学[66，67]和化学性质[65]等。其中，膜/基体系的力学性能尤为重要，这是因为只有膜/基体系保持强有力的结合时，膜才能发挥作用。一般来说，界面是膜/基体系的较弱结合部分[68]，即使在工具钢表面的硬质薄膜，脱层也是涂覆部件在高接触应力作用下的一种常见失效模式。在多数情况下，膜/基体系的失效是由于膜与基体之间弱的结合界面引起的[69]。此外，由于薄膜与基体性能差异（如不匹配的热膨胀和增长机制）而引起的高残余应力[68]，也可能造成薄膜的脱层和内聚断裂。因此，对薄膜生长过程中残余应力的研究一直是许多研究者感兴趣的课题。
已有很多研究报道了对膜/基体系残余应力的研究成果，且对某些问题进行了系统的阐述。孙兆奇与申雁鸣[70，71]发现，薄膜厚度对残余应力大小有影响，他们还试图寻找膜残余应力与膜厚度之间的关系。Kwang[72]研究了表面平均粗糙度与临界划痕载荷之间的关系，发现薄膜与基体之间的结合强弱受到膜表面形貌和表面粗糙度的影响。然而，人们很少注意到基体表面粗糙度对界面结合力及界面应力分布的影响。Han与Zhou等[61]基于简化的二维模型和有限元分析，研究了沉积温度、薄膜厚度和基体表面粗糙度对第一主应力大小及其分布的影响。结果表明，第一主应力随沉积温度的升高而增加。当基体表面粗糙度增大时，膜中第一主应力以较慢的速率增加，而基体中的应力则快速增加。随着薄膜厚度的增加，膜中第一主应力缓慢减小，而基体中的情况正好相反。基体表面粗糙度的增大，导致了膜/基体系中第一主应力的不均匀分布。这些研究结果可作为薄膜沉积实验工艺优化的参考，但还需要薄膜的力学性能实验加以佐证。除了薄膜残余应力及其相关因素影响规律的研究，有关薄膜沉积过程的热动力学、薄膜微/纳米尺度力学行为以及薄膜脱附开裂失效等研究方向也需进一步大力发展。
在薄膜生长模拟方面，分子动力学与蒙特卡罗模型虽然已广泛地应用于薄膜生长模拟，尤其是团簇生长，但仍有相当大的局限性。首先是建立分子动力学模型的关键在于粒子之间作用势及其参数的获得，尤其是多元化合物的作用势非常难以确定。因而该类型模型是否能成功地模拟薄膜生长，粒子之间的作用势将是首要的问题。再有对边界条件的选择以及对粒子运动轨迹积分方程的求解也是模型实现的关键。(www.xing528.com)
从目前国内外研究动态来看，绝大多数是模拟研究基于单组分的金属及部分合金薄膜，而对于多元化合物薄膜生长的计算机模拟研究还较少[73]。分析原因主要有：缺乏适用于多元薄膜生长的模型和模拟方法；缺乏适用于多元化合物中原子与原子、分子与分子之间的作用势，以及获得参数的方法；计算的有效性与复杂性也存在许多尚需解决的问题，已超出了一般计算机和工作站的能力；此外，还缺乏对生长过程的理论与实验分析研究，对其生长模式的研究有待进一步深入。薄膜生长计算机模拟必将由单元金属及合金薄膜到对于多元复杂复合薄膜方向发展，随着计算机软硬件技术的迅速发展，量子力学计算理论与方法将同分子动力学、蒙特卡罗方法的研究进一步深入发展，由此产生的从头计算分子动力学模型、量子蒙特卡罗模型将是今后薄膜生长计算机模拟模型的发展趋势。
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