本课题组聚焦于低维微纳结构中的热输运机制与物理本质，结合多种数值计算方法，系统探索微观结构对材料热、电输运性能的调控作用，旨在为新型热电材料、热管理与热调控器件的设计提供理论支持与方法工具。
研究内容包括但不限于：
热输运多尺度建模与模拟方法的开发与集成
基于第一性原理（DFT）计算材料的电子结构、声子色散关系、声子寿命、声子-电子耦合等基本输运要素；
利用声子玻尔兹曼输运方程（PBTE）和非平衡格林函数（NEGF）方法研究弹性/非弹性散射机制下的热流演化；
应用分子动力学模拟（MD），分析纳米界面、缺陷、晶界对热导率的影响。
微纳结构热输运机制的揭示
探究尺寸、边界、周期调制、异质界面等结构特征对声子传输行为（如共振散射、局域化、布拉格反射等）的调控作用；
分析低维纳米材料中的各向异性热输运行为；
研究热整流、热二极管、热开关等非线性热输运现象及其器件化可能性。
机器学习辅助材料热输运预测
利用机器学习势函数（如MTP、SNAP、GAP）实现高精度、低成本的大规模热输运模拟；
构建材料特征空间与热导率之间的预测模型，实现快速筛选热电/热管理候选材料；
探索自监督学习与图神经网络（GNN）在复杂晶体热输运建模中的应用前景。
应用场景与工程背景：
高性能热电能源转换材料设计（提升ZT值）；
先进电子芯片/柔性器件热管理技术开发；
极端环境下材料热稳定性分析；
微纳米热调控器件（如声子晶体、热子逻辑元件）设计。