异质结的一般结构是由两层以上不同的材料所组成,它们各具有不同的能带间隙。异质结的形成伴随着界面热阻与电阻的产生,其大小影响着异质结在电子器件中的应用。本文使用分子动力学模拟和第一性原理计算等方法,分别从微电子系统和分段热电材料的应用出发,选取碳纳米管-石墨烯纳米带和硅-硅化镁两种异质结构为研究对象,探讨了异质结界面结构对界面热、电输运和机械稳定性的影响。本主要工作可分为以下两部分:1、通过经典分子动力学模拟方法研究了非平面连接处的热输运性质。异质结界面的材料失配将会导致体系局部或者整体性质的改变。本文探究了纵向剪开的碳纳米管中,碳纳米管剪开的开口大小（即改变碳纳米管与石墨烯纳米带异质结过渡界面的开角大小）对异质结力学稳定性和热传输性质的影响。计算研究表明碳纳米管向石墨烯带过渡得越剧烈,其连接处的开角越大,局部热导率越高,单位长度的界面热阻越小。对于不同管径的碳纳米管,过渡界面的最大开角恒定不变为16.3°。这一发现对于研究一维到二维体系连接过渡界面的热输运性质具有重要意义,并且为该体系异质结的制备提供了重要的结构参数等信息。2、以Si-Mg2Si分段热电材料作为研究对象,探究沿不同晶向组成的界面结构对其接触电阻、热阻和机械稳定性的影响。通过基于牛顿第二定律的分子动力学模拟与密度泛函理论的第一性原理计算方法,构建了六种沿不同晶向组成的Si-Mg2Si界面结构,并研究个模型的界面稳定性和界面能量输运性质。研究结果表明,由（001）Si界面与（001）Mg2Si-Si组成的分段热电材料的界面热阻为63.26×10-8K·m~2W-1,界面电导为0.6166 e~2h-1,在机械稳定性以及热、电输运性质上表现最为优,表明该结构在热电能量转换上可能具有较高的转换效率。这部分工作所解决的问题涉及到物理学、化学、表面科学和纳米科学等多个科学领域。其不仅对分段热电材料的设计起着关键作用,还对材料界面发挥重要作用的领域,如热界面材料、复合物,以及表面涂层等的发展有着重要的指导作用。