澳门大学应用物理与材料工程研究院蔡永青团队通过第一性原理计算，对一种新型单硫属化物（γ-GeSe）的体相和二维相进行了系统的研究。此前研究表明，这一新型γ-GeSe材料具有与石墨类似的六方晶格，其具有新颖的电子结构性质:体相材料(呈现半金属性质)的电导率比石墨高，但是其单层结构为窄能隙的半导体，这一特殊性质预示了其在电子元器件中具有潜在的应用前景。特别是作为一种电导率比石墨还要高的层状材料，一个自然的问题就是其能否像石墨一样用作锂电池负极材料。在本研究中，计算结果显示，锂离子在二维γ-GeSe中的扩散壁垒（0.21 eV），约为体相γ-GeSe中的一半（0.52 eV），且拥有接近石墨电极的充放电电压（0.071-0.015 V），储电能力可达到530.36 mAh/g。在充放电过程中，材料本身可能受到应力和电场的影响，通过在计算过程中施加应力和电场，发现材料的体积、充放电电压以及扩散性能几乎没有改变，以上种种迹象表明二维γ-GeSe是一种有潜力的锂电池负极材料，同时锂离子扩散较低的活化能预示着可以采用锂离子来对γ-GeSe进行化学剥离制备单层GeSe材料。该项工作为新型的γ型单硫属化物MX（M=Ge，Sn，X=Se，S，Te）的应用研究抛砖引玉，有望促进γ-GeSe的研究和应用，进一步挖掘其在各个领域的应用潜能。