过渡族元素电子亲和势的精密测量

电子亲和势是元素的一个基本数据，是衡量物质得到电子容易程度的一个基本参数，对认识化学反应具有重要意义，因为化学反应本质上就是电子的重新分配。目前，主族元素的电子亲和势测量精度已经比较高了。但大量过渡族元素的电子亲和势测量值仍然是30多年前的测量结果，测量精度差，有些元素的电子亲和势还是未知的。这主要是由于在阈值附近对于主族元素是s波光脱附，而对过渡族是p波光脱附。在光脱附阈值附近，p波光脱附的截面非常小。由于过渡族元素电子结构复杂，对能量分辨率要求很高，这也是用常规方法精密测量过渡族元素电子亲和势的一个障碍。另外，过渡族元素活性高，大多数过渡族元素的电子亲和势很低，这使得在实验上产生相应的负离子非常困难。最近，我们小组利用新发展的慢电子速度成像技术将多个过渡元素的电子亲和势测量精度提高了两个数量级。如Nb的电子亲和势917.42(6) meV，比之前提高了400多倍，Fe的电子亲和势为153.231 (21) meV，提高了100多倍 [1, 2]。

1. Luo etal, Physical Review A 93, 020501 (2016)-Rapid communication.

2. Chen etal, Scientific. Report. 6, 24996 (2016).

Nb负离子的高分辨光电子能谱

上图中峰e是来自负离子的基态，通过测量峰e的结合能就能确定原子的电子亲和势。图中峰c和d相差约15.6 cm-1，在光子能量hv=16494.63 cm-1，两者重叠在一起。随着光子能量降低，能量分辨率变好，在光子能量hv=15750.95 cm-1，可以很好分开峰c和d。这很好体现了慢电子速度成像的特点，动能越低分辨率越好。注1 eV = 8065.544 005(50) cm-1。

Fe负离子的高分辨光电子能谱