纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1-100nm）或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。随着科技的进步，纳米材料在人们的日常生活中出现的概率越来越大，纳米材料的性能也是越来越，越来越能满足不同方面的要求。
近年来，纳米多层膜材料以其*的结构和优异的性能受到人们的*关注。这种材料由两种或两种以上不同材料相互交替形成，每相邻两层形成一个调制周期，周期在纳米尺度，故被称为纳米多层膜。纳米多层膜通常表现出许多异于单层膜的新奇性能，例如两种强度只有几十mpa的金属，复合形成纳米多层膜后，金属多层膜的强度值zui大可能达到几个gpa，是其理论强度的二分之一或者三分之一。在许多金属纳米多层膜体系中，都观察到了硬度增强效应或超模量效应。此外，金属纳米多层膜还具有光学、磁学和电学上的新奇性能。这使得多层膜在硬质耐磨镀层、x射线光学、薄膜磁记录、微机电系统和高强度金属箔等方面有着广泛的应用前景。
多层膜的结构取决于组元的原子结构差异。当组元表面能差异较小时，多层膜能形成密排面相互平行的织构；在此基础上，如果组元原子半径比满足一定条件，多层膜能在界面处外延生长，则能形成超晶格结构。比如，cu与ni具有相同的晶体结构、晶格常数接近，在周期小于某一临界值时，多层膜能形成*共格界面；而当周期大于临界值时，多层膜不能保持*共格的界面结构，而形成半共格界面。
大量实验结果表明，在一定周期尺度范围内，多层膜的强度（或硬度）不仅高于多层膜的强度平均值，而且随周期的减小而增大，表现出明显的强化效应.另一方面，当多层膜的周期降低到约为几个纳米的临界值时，多层膜的强度不再随周期的减小而增大，而是达到饱和。此时界面结构是决定多层膜塑性变形行为的主导因素。对于fec/fcc结构的共格界面多层膜，由于滑移系在界面处连续，位错穿越此类界面所受阻力主要来自于共格应力；对于fcc/bcc结构的多层膜来说，由于滑移系在界面上不连续，界面本身成为位错滑移的主要阻碍。但是也有例外，ag/w多层膜的硬度不仅没有随周期减小而增大，反而在周期小于100nm后明显降低，表现出软化现象。可见，纳米多层膜材料的强化机理还需进一步的研究。
纳米多层膜材料的另一个引人注目的性能是：一些组元熔点相差大的多层膜都出现了弹性模量异常增大的现象，如cu/w和cu/nb，其中cu/w多层膜的弹性模量随周期减小持续增大，在实验研究的周期范围内增幅高达65%，表现出超模量效应。cu/nb多层膜的弹性模量虽然没有随周期减小明显增大，但多层膜的弹性模量值比单层cu膜或nb膜的弹性模量都大，表现出异常的弹性模量增大。
另外，实验还表明，形成共格界面的cu/ni和cu/co多层膜，其蠕变深度随周期的减小而降低，说明多层膜的蠕变抗力随周期减小而增大；相反，具有非共格界面的cu/nb和ag/fe多层膜，其蠕变深度随周期的减小而增大，说明多层膜的蠕变抗力随周期减小而降低。