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本文提出了一种新型纳米金刚石复合薄膜，即由单层异质界面相分隔纳米金刚石晶粒的复合结构，该复合薄膜为单晶式多晶体结构。由于复合结构具有规则有序的界面相，从而减少或消除了目前纳米金刚石薄膜中存在着较多的非金刚石碳原子sp2键、氢原子以及大量空位缺陷等问题，这些都会使目前制备的纳米金刚石薄膜的硬度降低。文中介绍采用密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算方法，主要分为三部分内容。第一部分是金刚石无界面结构模型以及金刚石（001）和（111）置换型界面加入化合价为四价的硅（Si）和锗（Ge），三价的硼（B），五价的磷（P）四种界面结构的相对稳定构型。随后对这四种界面结构稳态时的力学性质进行了计算。最后计算了含3d电子的过渡金属，如Cr、Mn、Fe、Co、Ni在金刚石界面以及表面的磁性。通过上述计算主要得出以下结论：（1）与金刚石超胞相比，加入界面后的复合结构总能升高结合能降低，说明界面相粒子不能固溶于金刚石晶体，所以极有可能被拒在边界上。经过弛豫计算以后，对于金刚石（001）和（111）界面，得到了一个总能低结合能高的相对稳定状态，说明界面结构能稳定存在于金刚石晶粒之间。另外（001）界面的结合能密度比（111）界面更大。（2）对于界面结构的力学性质，通常（001）界面的弹性常数好于（111）界面，平行于界面方向的杨氏模量比垂直于界面方向略大。硼（001）界面结构杨氏模量、体模量和剪切模量分别为922.231Gpa、412.262Gpa和409.146Gpa。纳米金刚石复合薄膜界面结构的杨氏模量总体上超过了目前实验上制备的纳米金刚石薄膜（NCD）或超细纳米金刚石薄膜（UNCD）。硬度均在40Gpa以上，属于超硬的纳米金刚石复合薄膜。其中B（001）界面结构硬度最大，约71.1Gpa，接近单晶金刚石。（3）磁性的计算结果表明，Cr和Ni界面结构不能诱发金刚石产生磁性。而Mn、Fe、Co界面结构的总磁矩分别为9.0399B、4.4919B、1.2829B，体系呈稳定的铁磁性，表现出一定的金属特性，为稀磁半导体。表面磁性的计算说明含3d电子的过渡金属在金刚石（001）表面均能诱发金刚石产生磁性。