采用高分辨透射电镜技术对两种硬质薄膜（AlTiN多层薄膜和AlCN非晶薄膜）样品的显微结构进行了研究。结果表明：在高速钢基体上制备的AlTiN多层薄膜由两种氮含量交替变化的膜层构成，尽管交替的两层中氮含量不同，但每一单层都为纳米晶包含在非晶点阵中的纳米复合结构，不同之处是低氮含量层中纳米晶密度较小；生长在单晶硅基体（100）晶面上的非晶AlCN薄膜，在膜基界面处硅基体上出现应力畸变层，应力畸变层厚度很薄，约3～5个原子层。比较Si的应变层和非应变区的傅里叶变换结果，片状的应变层产生形状效应，使得傅里叶变换图中斑点沿垂直于片状应变层方向拉长成线状。