界面系统中的热输运问题一直以来都是最具挑战性的问题之一。一方面,人们长久以来对界面系统中声子输运特性的研究是不充分的。另一方面,界面热阻的存在也确实为设计具有较低热导率的材料提供了更多的自由度。本文首先基于平衡分子动力学,利用非简谐声子理论对声子在非简谐界面系统中的输运问题进行了分析并提出了一种可以计算出非线性晶格中基于频率的界面透射系数的方法。此法可以有效地处理有限温度下的声子重构正态化问题。与之前的方法相比,该方法不再局限于简谐系统或周期性结构。结果显示,在非谐性非常弱的极端情况下,该方法的结果与原子格林函数方法的结果是一致的。计算还发现,对于高温下的非线性晶格,非简谐性不仅会引起声子的重构正态化并导致透射系数截止频率的拉伸;还会引起被激发的振动波在传播过程中进行重新分布,从而导致界面热导的增大。层状材料由于层间失配作用的存在,在导热性能上展示出了很大的调控裕度。例如,多层过渡金属二卤化物的热导率就展示出了极大的调节潜力。利用原子格林函数方法,本文设计了不同的结构去进一步降低多层过渡金属二卤化物材料的热导。计算结果不仅证实了声子支的各向异性作用,而且还在过渡金属二卤化物异质结的声子透射函数中发现了很宽的中频隙。此外,合金和纳米域也被引入到了多层过渡金属二卤化物材料的研究中。结果表明,引入合金可以降低超过75%的热导。另外,由于低频声子发生的是相干传输,引入合金在降低热导方面显示出了比嵌入纳米域更好的效果。最后,周期厚度对多层过渡金属二卤化物热导性能的影响也有被研究。结果显示,随着周期厚度的增加,群速度的下降与声子-合金散射效应的削弱之间存在着竞争关系,这种竞争关系将最终决定多层过渡金属二卤化物材料的热导。