随着物理气相沉积、化学气相沉积、液相外延、分子束外延、激光切割等技术的日益成熟,固体薄膜材料作为简单的纳米二维结构,已经在大规模集成电路以及微机电器件中得到广泛应用。因此,固体薄膜材料热学性质的研究对于保障器件工作的高效性以及稳定性有着极其重要的意义。　　 本文以硅晶体为研究材料,采用平衡态分子动力学模拟与理论计算相结合的方法,探讨了传统量子化修正方案的可靠性。研究表明,传统量子化修正方法中根据热流相等的假设进行的导热系数修正在低温区域可能不再适用。在此基础上,提出了新的导热系数量子化修正方法。使用该方法修正后,模拟得到不同成分组成的体态硅的导热系数在200～1000K温度范围内与Holland理论模型预测值和实验值均吻合较好。同时,采用非平衡态分子动力学模拟研究了硅／锗薄膜的界面导热性能。研究表明,在400～900K温度范围内,界面处出现一定厚度的原子互渗区域有助于降低硅／锗薄膜直接接触时的失配度,从而提高系统的导热系数；温度为400K时,当互渗厚度大于2个元胞时,由于硅锗互渗形成的合金层导热性能明显小于硅／锗薄膜,系统的导热系数出现下降的趋势。以硅基底上的石墨烯纳米带为研究对象,探讨了受限石墨烯纳米带的导热性能。结果表明,由于接触区域分子间的相互作用,石墨烯纳米带中的一部分热流会沿着接触界面的法向向硅基底中渗透；基底材料对石墨烯纳米带的作用力会限制石墨烯纳米带中热流传播方向上声子的振动,从而导致石墨烯纳米带的导热系数减小。此外,石墨烯纳米带的导热系数对基底的表面状态非常敏感,当基底表面出现小幅凸起后,其导热系数迅速减小。通过非平衡态分子动力学模拟研究了在不同外加应变作用下石墨烯纳米带的导热性能。结果显示,在300～500K温度范围内,石墨烯纳米带自身的热膨胀约为4％,当系统的外加应变大于4％时,由于石墨烯纳米带的晶格遭到外加应变的破坏,导热系数迅速减小:当外加应变由-4％增大为4％时,石墨烯纳米带中的微观褶皱逐渐减小,从而减小了声子的散射几率,使得石墨烯纳米带的导热系数逐渐增加。