由于半导体器件越来越向微型化发展，其功率也越来越高以至于产生更多的热量，同时，厚度为微米～纳米量级的薄膜是微电子、光电子、MEMS和正在兴起的纳米技术等领域中各微型器件的重要组件。薄膜导热特性严重影响着器件和系统的运行性能和可靠性。探求薄膜的热导率和热输运规律，对于器件的优化设计具有重要的意义。但对于厚度为100nm以下的薄膜，热导率的实验测试极端困难。在该尺度下，分子动力学（MD）模拟是有效的研究方法。 本文介绍了热电制冷原理，对微尺度传热、纳米薄膜、界面热阻的研究现状进行了分类和概括。讨论了分子动力学模拟方法的基本原理和详细步骤。在此基础上，以非平衡态分子动力学为研究方法，以双材料薄膜模型为研究对象，研究了双材料薄膜的热传导和界面声子传输的特点。讨论了粒子质量比、势阱常数比、薄膜厚度、模拟区域温度、截面积对其热导率和界面热阻的影响，并比较了界面热阻MD计算值与晶格动力学（LD）模型、散射失配模型（DMM）的界面热阻预测值。 模拟结果显示，双材料薄膜的热导率随着一种材料质量和势阱常数的增大而呈下降的趋势，其界面热阻均随之增大。这是由于原子质量和势阱常数差异的增大，能量的界面反射系数将会增加。 由不同质量比和不同势阱常数比组成的双材料薄膜的热导率均随膜厚的增大而增大，呈现出明显的“尺寸效应”。这主要应归于薄膜边界对声子的散射。不同质量比组成双材料薄膜的界面热阻均随着膜厚的增加，先有不同程度的减小，而后保持基本不变的趋势。由不同势阱常数比组成双材料薄膜的界面热阻随着膜厚的增大而增大，而后趋于平缓增长。 由不同质量比和不同势阱常数比组成的薄膜热导率均是先随温度升高而升高，而后呈现不同的变化趋势。而它们的界面热阻均是随温度的升高先是单调下降而后基本趋于一个定值。这主要是由于材料的比热容与温度的关系以及声子在界面处发生非弹性散射的缘故。 双层薄膜的导热系数和界面热阻随横截面的增大而基本保持不变，同横截面积具有较弱的相关性。但截面积的增加提高了结果的稳定性和准确性。 通过MD方法计算的界面热阻值与LD、DMM模型预测的界面热阻值比较，发现MD的界面热阻预测值比LD和DMM模型得到的预测值要低很多，主要是因为在MD中，由于能量在界面传输上发生了非弹性过程，导致了出现这种小的界面热阻。