随着现代科学技术的发展,纳米薄膜材料因其特有的性能受到越来越多的关注,它们被广泛应用到各个行业,如光设备、微机电系统、催化工业等领域。纳米薄膜的生长机制主要指原子吸附后经扩散集聚成岛,其中包含了许多复杂的过程,大量研究表明薄膜生长机制对其性能有极大影响,因此从原子尺度研究薄膜生长是非常有必要的。随着计算机技术的发展,许多在现实试验中无法看到的生长过程将会被模拟,实现可视化。本文主要从微观角度研究薄膜的生长过程,通过数值模拟和实验研究两种方法分析基底温度、沉积速率和其他制备参数对薄膜生长的影响。在数值模拟方面,以三维蒙特卡罗法为基础,模拟了单质银在六边形基底上的生长与二元金属合金镍钛在四边形基底上的生长,在本模型中,将薄膜的生长过程简化为三个相互独立的过程：原子沉积、原子扩散和原子脱附,并利用嵌入原子势(Embedded Atom Method, EM)计算发生扩散时的能量势垒。在实验研究方面,采用新的射频磁控溅射法制备NiTi合金薄膜,此法采用独立倾斜的纯Ni靶材和纯Ti靶材同时溅射,更易控制薄膜中两原子的成分组成,并在制备过程中基底自转以确保两原子的均匀分布。模拟结果表明基底温度与沉积速率对薄膜生长中岛的形状和生长方式有极大影响。增加基底温度与降低沉积速率这两种办法可导致相同的薄膜生长变化趋势,都会使岛的尺寸变大、岛的数量变少,薄膜的粗糙度越来越小。实验的结果表明制备NiTi合金薄膜时,当基底温度超过300℃后,薄膜中两原子成分比值保持稳定,几乎不再发生改变；增加沉积时间即是增加沉积原子的总量,会降低Ni原子的附着,Ni易发生流失,并当原子总量达到一定量值时,薄膜发生碎裂现象；当制备较厚NiTi薄膜时,当Ni、Ti两靶材的溅射功率分别为30W和110W时所得薄膜中两原子比值达到近等。