近年来,随着电子器件体积变小,其功率密度显著增大,对于散热的要求越来越高。纳米材料由于其优越的导热性能,被引入到电子器件中与有机物混合或被压制成片以增强散热。但是,纳米材料之间通常会形成一种相互交错堆叠的界面,显著降低器件材料的导热能力。因此,交错堆叠界面导热的机理研究和性能优化对于解决散热问题是非常有必要的。在理论方面,本文从导热微分方程出发推导得到了交错堆叠界面导热的理论模型。相比于传统的一维导热界面,该理论模型较好地阐述了交错堆叠界面二维导热的机制。基于推导得到的参数关系式,分析了交错堆叠界面导热的影响因素,发现除了常规的材料内部热阻以及材料间热阻之外,还有另外一个重要因子η也会影响交错堆叠界面导热。该因子由两个无量纲参数决定,一个是材料内部热阻与材料间热阻的比值,另一个是形成交错堆叠界面材料的内部热阻之间的相对差值。通过理论模型的建立和影响因素的分析,本文给出了优化交错堆叠界面导热性能的新方向。在模拟方面,以氮化硼纳米带与纳米管为例,使用非平衡分子动力学模拟分别研究了两种典型交错堆叠界面的导热性质,并且讨论了所提出的导热模型在纳米尺度的适用性。对于纳米带交错堆叠界面,结合理论模型以及模拟计算,讨论了空位缺陷对界面导热的影响。对于纳米管交错堆叠界面,研究发现该界面的界面热导会随重叠长度发生变化,并从声子态密度角度对其进行了解释与分析。本文结合理论模型推导以及分子动力学模拟计算,对纳米材料交错堆叠界面导热的机制和影响因素进行了深入的研究与分析。研究结果将加深对材料界面导热机理的理解,并有助于指导纳米材料在热管理中的应用。