本书共6章，主要介绍基于第一性原理和吉布斯/朗道热力学的材料设计，从电子和原子尺度阐明微观机理。主要内容包括用于电子和原子尺度材料计算的第一性原理方法和吉布斯/朗道热力学方法、金属间化合物及其复合材料氧化的第一性原理(吉布斯)热力学研究、高熵陶瓷的第一性原理(吉布斯)热力学研究、弛豫铁电体的第一性原理朗道热力学研究、非常规超导体的第一性原理朗道热力学研究。目前，国内外这方面的研究还相当有限，因此我们的专著既有一定的科学意义，也有一定的应用价值。该书可以为合金材料氧化、太阳能电池、高熵陶瓷、弛豫铁电体和非常规超导体材料的超高性能化设计提供理论基础。