随着材料制备技术的快速发展,器件的高集成及尺度小型化已成为了一个普遍的发展趋势。低维材料随着维度的降低,展现出了许多新颖的物理性质,并在微纳米尺度器件中有广泛的应用前景。在电子器件的工作中,能量消耗的最主要的一种形式就是转化为热,这也使热输运性能成为影响电子器件稳定性的关键因素。而且在热电器件中,热电材料的热输运性质是决定其转化效率的重要因素。因此,低维结构和材料中的热输运研究是一个极具实际意义的研究课题。而且,对低维材料热输运性质的研究还有助于发现和构造具有特种热输运需求的器件,实现器件的热管理控制。为了揭示低维材料热输运的机理,本论文基于密度泛函理论,采用第一性原理计算方法,系统地研究了二维单层ZnO、单层三方柱配位的TaSe2和NbSe2（1T-TaSe2 和 1T-NbSe2）、单层八面体配位的 TaSe2 和 NbSe2（2H-TaSe2 和2H-NbSe2）、石墨烯（graphene）、平面 C3N、penta-graphene 和 penta-CN2 的晶格热导率及相关的声子色散关系、声子群速度、声子弛豫时间、格林奈森参数、散射相空间等热输运参数。主要结果如下:（1）研究了单层ZnO的热导率及其与温度的变化关系。通过研究单层ZnO的声子色散关系,确定了单层ZnO的声子谱中存在一个较宽的声子带隙。声子散射选择性定则被破坏和强非简谐性,使得单层ZnO具有低的室温晶格热导率（4.5 W/mK）。Zn-O强极性共价键引起LO-TO声子支劈裂,导致了高频LO声子支拥有大的群速度,高频光学模式的比热容随着温度升高而快速增加,对热输运有正面作用,这抵消了声子弛豫时间随温度升高而降低的负面作用。最终正、负两方面的竞争结果导致LO声子支对总晶格热导率的贡献随温度的升高而增加。当温度高于200 K时,LO声子支超过FA声子支对晶格热导率起主要贡献作用,使得κ～T曲线偏离κ～1/T关系曲线。（2）研究了平均原子质量和相结构对几种典型单层材料晶格热导率的影响机理。计算了 1T-NbSe2,2H-NbSe2、1T-TaSe2和2H-TaSe2四种材料的晶格热导率。由于声子频率的软化和结构的低对称性,引起声子散射选择性定则被破坏,使得这四种单层材料有低的晶格热导率,分别为0.13、0.423、0.396和1.545 W/mK。对于1T及2H两种结构的MSe2（M=Ta,Nb）,确定了其晶格热导率与原子平均质量的关系。两种结构均表现为TaSe2（拥有相对大的平均原子质量）的晶格热导率高于NbSe2（拥有相对小的平均原子质量）的晶格热导率,与通常情况下晶格热导率和平均原子质量成反比关系相反。这是由于TaSe2有较大的声子带隙,导致声学声子和光学声子间的散射减少,同时TaSe2的声学声子支彼此相近束集,减小了声学声子之间的散射。弱的散射强度和小的散射相空间使得TaSe2拥有长的弛豫时间。1T结构MSe2（M=Ta,Nb）的晶格热导率比2H结构MSe2的晶格热导率低。1T结构的对称性比2H结构的对称性低,使得它的声子散射选择性定则被破坏的更严重,非简谐性更强,声子弛豫时间更短,所以晶格热导率更低。（3）研究了系统中存在的孤立电子对对典型二维材料晶格热导率的影响机理。石墨烯中部分C原子被N原子替换的平面六角单层C3N的晶格热导率（103.02 W/mK）比石墨烯晶格热导率（3094 W/mK）低一个数量级。N原子引入的s2孤立电子对与毗邻C原子的价电子的波函数重叠,引起强的非简谐性,导致了 C3N的低热导率。但是,由penta-graphene中部分C原子被N原子替换的、也拥有孤立电子对的penta-CN2的晶格热导率（660.71 W/mK）却出乎意料地高于penta-graphene的晶格热导率（252.95 W/mK）。penta-CN2的孤立电子对对晶格热导率有正、负两方面的贡献。孤立电子对背离N原子向四面体的缺失顶点分布时可引起强的晶格非简谐性,对晶格热导率起负面贡献;另一方面,空间中非对称分布的孤立电子对的电子云分布比成键电子分布更广,与成键电子相排斥,使得键角减小而键长变得均匀,晶格振动更和谐,对晶格热导率起正面贡献。孤立电子对对晶格热导率的正、负两方面贡献作用最终使penta-CN2有比penta-graphene高的晶格热导率。