近日，宁传刚教授应美国国家标准技术研究所(NIST)主办的化学物理参考数据期刊的邀请，撰写了关于原子电子亲和势的综述报告。和电离势一样，电子亲和势是原子的一个基本参数。电离势反映的是原子失去一个电子的容易程度，而电子亲和势衡量的是原子得到一个电子形成相应负离子的能力。关于原子电子亲和势，在过去四十多年中，美国科罗拉多大学(JILA)的W.C. Lineberger教授和合作者先后在1975年和1985年在该期刊上撰写过综述报告，丹麦Aarhus 大学的T. Andersen教授和合作者在1999年撰写过一次综述报告。在这些综述报告中，主族元素由于电子结构比较简单，电子亲和势测量精度已经比较高了，但过渡族、镧系、锕系元素的电子亲和势测量精度很低，不确定度约10 meV，甚至很多元素的电子亲和势是未知的。这是由于它们的电子结构非常复杂，能级密集，用常规的光电子能谱或阈值扫描方法很难分辨。在过去几年，宁传刚教授课题组利用慢电子速度成像方法，结合冷离子阱技术，可以实现高达0.1 meV的能量分辨率，并且对负离子的激发态有很好的识别能力。利用该方法，他们成功测量了约30种过渡族、镧系、锕系元素的电子亲和势，以及负离子的能级结构，测量精度约0.1 meV。在研究原子负离子过程中，他们还发现钍负离子(Th^-)可以被激光冷却。一旦实现一种负离子的激光冷却，就可以利用协同冷却技术冷却其它负离子。由于电子质量远远小于原子或分子的质量，光脱附产生的中性原子或分子的动能比电子动能小五到六个量级。因此，在阈值附近光脱附被激光冷却的负离子，可以得到超冷的中性原子或分子。这对于那些目前还不能直接被激光冷却的原子分子，将是一种获得超冷原子分子的通用方法。

图1. 含电离势和电子亲和势的元素周期表。元素符号下方的第一行数字是电离势，第二行是电子亲和势，单位是eV。电子亲和势的数据是本次综述所推荐的数值。

这次综述很好总结了原子电子亲和势最近20年的进展。目前，元素周期表上绝大多数原子的电子亲和势都有了比较精确的实验数据，如图1所示。美国国家标准技术研究所的K.K. Irikura博士高度评价了他们的工作，认为这将使几代学者和学生从中受益。

论文作者包括宁传刚教授和betway必威博士生陆禹竹。这项工作得到了国家自然科学基金面上项目，精密测量重大研发计划培育项目，科技部重点研发项目，以及清华大学学堂班计划的支持。

文章的链接如下：

J. Phys. Chem. Ref. Data 51, 021502 (2022)

https://doi.org/10.1063/5.0080243