本书为“低维材料与器件丛书”之一。由于低维材料的特殊性，其在量子和统计行为上都有别于三维的块体材料，对其深入理解需借助基于量子力学的第一性原理方法。以第一性原理方法在低维材料中的研究为主线，本书涵盖的内容包括第一性原理计算方法、多种低维材料及其缺陷结构、低维材料的力学、电子学和光电子学、磁学和热输运性质、其他新奇低维材料（包括铁电、铁弹、压电、超导和拓扑绝缘体材料）、新型低维材料预测、几种典型低维材料的生长机制及计算材料学在低维材料应用中的作用。