本書共6章，主要介紹基于第一性原理和吉布斯/朗道熱力學的材料設計，從電子和原子尺度闡明微觀機理。主要內容包括用于電子和原子尺度材料計算的第一性原理方法和吉布斯/朗道熱力學方法、金屬間化合物及其復合材料氧化的第一性原理(吉布斯)熱力學研究、高熵陶瓷的第一性原理(吉布斯)熱力學研究、弛豫鐵電體的第一性原理朗道熱力學研究、非常規(guī)超導體的第一性原理朗道熱力學研究。目前，國內外這方面的研究還相當有限，因此我們的專著既有一定的科學意義，也有一定的應用價值。該書可以為合金材料氧化、太陽能電池、高熵陶瓷、弛豫鐵電體和非常規(guī)超導體材料的超高性能化設計提供理論基礎。