《纳米材料的热输运机理及调控》深入剖析了纳米尺度下，声子、电子等微观载流子在尺寸效应、边界散射和量子限制等因素影响下的复杂输运行为，揭示了简谐与非简谐相互作用、电子-声子耦合效应等机制对热导率的影响。通过第一性原理与玻尔兹曼输运方程等先进方法，结合机器学习与高通量筛选，识别出一系列具有极端热导率表现的纳米材料。具体而言，PbAuGa与CsKNa因其强非简谐效应和“rattlers”原子局域振动展现出超低声子热导率，而Be-Co/Ni等金属间化合物则因高德拜温度与弱电子-声子耦合效应，展示出接近金刚石的超高热导性能。本书还深入探讨了低维铁电材料（如双层氮化硼）中热导率的调控策略，阐述了通过外加电场实现热导率可逆调控的机理，为动态热控制器件的设计提供了新的思路。 本书为从事纳米热输运研究的学者、工程技术人员及相关专业高年级研究生提供了全面的理论支持与方法指导。

第1章 绪论 001 第2章 纳米尺度热输运理论计算方法 006 2.1热导率概念与基础 007 2.1.1热导率007 2.1.2声子和电子热导率008 2.1.3扩散与弹道声子输运008 2.1.4声子输运动力学行为010 2.2纳米尺度热导率的理论方法 011 2.2.1当前理论方法概述011 2.2.2基于密度泛函理论的第一性原理计算方法013 2.2.3声子玻尔兹曼输运方程018 2.2.4电子玻尔兹曼输运理论025 2.2.5电声耦合热导率计算028 2.3晶格热输运计算软件与程序031 第3章 金属晶体热导率研究 045 3.1研究背景046 3.2基于反键效应的金属晶体超低晶格热导率046 3.2.1晶体结构047 3.2.2晶体稳定性047 3.2.3计算参数050 3.2.4计算结果053 3.2.5小结066 3.3基于费米表面嵌套的异常电子-声子耦合067 3.3.1晶体结构067 3.3.2计算参数068 3.3.3计算结果071 3.3.4小结080 第4章 基于电场的铁电材料热输运可逆调控 082 4.1研究背景083 4.2双层氮化硼的声子流体动力学输运083 4.2.1晶体结构与计算参数084 4.2.2计算结果086 4.2.3小结094 4.3黑磷烯热导率各向异性可逆调控096 4.3.1晶体结构097 4.3.2计算参数098 4.3.3晶体稳定性099 4.3.4计算结果100 4.3.5小结106 第5章 多尺度热输运模型的前沿展望 107 5.1界面热输运模型的挑战与紧迫需求108 5.2人工智能在单尺度方法中的关键作用109 5.3基于深度学习的复杂热输运传输过程优化方法111 5.4多尺度热输运模型中的不确定性量化方法114 5.5声子与其他能量载体的相互作用机制115 5.6结论117 第6章 结论 119 参考文献 122