碲锌镉作为第三代半导体的典型代表,是室温核辐射探测器的最佳材料,并且是红外探测器核心元件碲镉汞的最佳衬底材料。由于碲锌镉探测器在室温下具有高分辨率、无需液氮冷却、体积小、携带方便等优点,在国家安全防务、核安全、环境监测、工业探伤、以及医学诊断和天体X射线望远镜等方面有重要的应用。碲锌镉具有软脆特性,传统的加工方法如游离磨料研磨、抛光和化学腐蚀,其弊端是游离磨料易嵌入,化学腐蚀容易产生腐蚀沟,导致加工精度低,废品率高。相对传统加工方法,超精密磨削方法来加工碲锌镉晶体能够有效避免游离磨料嵌入难题。在超精密磨削中,可以获得含有部分纳米孪晶的损伤层。超精密磨削的过程是多个磨粒压入材料表面并进行划擦的过程,因此超精密磨削机理可以从单颗磨粒的压入和划擦来获得。为了探索碲锌镉纳米磨削机理,以及开发新的纳米孪晶层表面的加工方法,本文进行了碲锌镉的单颗粒纳米压痕实验和分子动力学仿真的研究工作。本文采用分子动力学仿真的方法,研究单颗磨粒超精密磨削中磨粒压入以及纳米孪晶的形成机理,建立了八个模型以及一个单晶模型,孪晶层关于(111)面对称。每个纳米孪晶模型有3个孪晶薄片组成,上下面的孪晶片厚度分别为4.5nm。8个纳米孪晶模型的中间孪晶片厚度分别为4.5nm、10.1nm、13.4nm、14.5nm、17.9nm、19.0nm、24.6nm、25.7nm。单晶模型的高度与最大孪晶模型厚度相等。经过分子动力学仿真研究,预测了中间孪晶层厚度为17.9nm的纳米孪晶能够获得硬度的最大值。当纳米孪晶厚度小于17.9nm时,硬度随着孪晶厚度的增大而增大,服从反Hall-Petch效应；大于17.9nm时,硬度随着孪晶厚度的增大而减小,为Hall-Petch效应。为了验证分子动力学的仿真结果,进行了碲锌镉晶体的纳米压痕及纳米孪晶的准静态加载实验。采用纳米压痕仪对碲锌镉单晶进行了纳米压痕实验,在峰值载荷分别为500mN、600mN、700mN时形成了单向连续无晶界新型纳米孪晶结构,这种纳米孪晶具有优异的力学性能,可以承受100次循环加载而保持硬度不变。透射电镜实验结果证实孪晶厚度平均值为12.7nm,与分子动力学理论预测的17.9nm在同一个量级,分子动力学模拟结果与实验相吻合。本文通过纳米压痕实验和分子动力学仿真研究,揭示了碲锌镉晶体超精密磨削中单颗粒压入机理,以及纳米孪晶的抗变形机理,对碲锌镉晶体的超精密磨削具有重要指导意义。