本文的主要工作是对亚微米尺度下薄膜/基底系统的纳米压痕性质进行了比较系统的研究。研究对象包括了不同材料的薄膜与不同材料的基底所形成的不同厚度的软薄膜/硬基底(Al/glass，Al/Si)与硬薄膜/软基底(W/glass，W/Si)两种特征系统。采用连续刚度法进行了纳米压痕实验(nanoindentation)，分析了基底材料、薄膜材料、薄膜厚度与压痕深度对系统硬度和简化杨氏模量的影响。对于薄膜和基底有相似杨氏模量的情况，采用了等模量假设，比较了由Joslin& Oliver方法(1990)与Oliver& Pharr方法(1992)得到的系统硬度，讨论了Oliver& Pharr方法适用范围的局限性。　　 采用拟牛顿优化方法结合有限元方法，由局部的载荷-深度实验曲线标定出薄膜材料的力学参数(屈服应力，幂硬化指数以及内禀尺度)，利用经典的弹塑性理论及Chen与Wang提出的应变梯度理论，并考虑压头的曲率半径，通过有限元计算，模拟了薄膜/基底系统硬度随压痕深度变化的关系。结果发现经典弹塑性理论并不能解释实验现象，而应变梯度理论能够很好的解释浅压痕时的小尺度效应和深压痕时薄膜/基底间的应变梯度效应，同时发现压头存在曲率半径并不是造成浅压痕阶段硬度抬高的真正原因。　　 本研究还为薄膜压痕硬度及简化杨氏模量的确定提出了工程上可以借鉴的两个修正公式。在描述薄膜压痕硬度的修正CZ(conezone)模型中，压痕影响角ψ被当作一个相关物理量考虑，综合体现了压头曲率半径，材料的挤出(pile-up)与沉陷(sink-in)等影响因素。在描述薄膜简化杨氏模量的修正DN(Doerner and Nix，1986)模型中，采用了压痕深度与等效薄膜厚度比值h/teff作为控制参数，得到了好于采用无量纲深度h/t表示的结果。