镧系金属元素电子亲和势的精密测量
批准号:
91736102
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
85.0 万元
负责人:
宁传刚
依托单位:
学科分类:
原子分子与光子相互作用
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
李嘉明、陈孝林、付筱茜、唐如麟、丁时杰
中文摘要
电子亲和势是反映原子分子和电子结合能力的一个基本参数,对化学反应、等离子物理、大气物理化学、天体物理等多个领域都很重要。目前大多数镧系元素的电子亲和势还是未知的,有报道的实验测量值误差也较大,约10 meV。由于f电子亚层和d电子亚层没有填满,镧系元素原子负离子电子结构非常复杂。传统的光电子能谱仪的典型能量分辨率10 meV,很难分辨其电子结构。项目计划利用慢电子速度成像方法对镧系元素的电子亲和势进行精密测量,同时得到其负离子能级的精细结构劈裂。将质谱、低温离子阱、慢电子速度成像三种方法联用,可以实现0.5 meV的能量分辨率,可以很好分辨镧系原子分子的复杂电子结构,解决氢化物同位素干扰问题。高分辨谱学数据将为发展相应的理论计算方法提供严格的检验,帮助人们更好地认识镧系金属元素的性质。
英文摘要
Electron affinity (EA) is a fundamental parameter of atoms and molecules. It plays a key role in many fundamental areas, such as chemical reactions, plasma physics, atmosphere chemistry and physics, astrophysics. At current stage, the electron affinities of most of lanthanides remain unknown. Only a few lanthanide elements were measured, and the accuracy of their EAs is quite low. The typical uncertainty is about 10 meV. The electronic structures of lanthanides are very complicated due to the partially filled f and d sub-shell. The energy resolution (~10 meV) of traditional photoelectron spectroscopy cannot resolve the fine structures of atomic ions. We plan to conduct the precision measurement of the electron affinities of lanthanides via the slow electron velocity imaging technique. The combination of the cold ion trap, the mass spectrometer, and the slow electron velocity imaging can achieve the super high energy resolution 0.5 meV, which can well resolve their complicated electronic structures. The super high energy resolution also can solve the isobar issue due to the hydride contamination. The experimental data can server a benchmark for developing more accurate theoretical methods for lanthanides.
电子亲和势是反映原子分子和电子结合能力的一个基本参数,对化学反应、等离子物理、大气物理化学、天体物理等多个领域都很重要。镧系原子负离子的电子结构非常复杂,传统的光电子能谱很难分辨其电子结构,这导致,在本项目实施之前,大多数镧系元素的电子亲和势还是未知的。项目利用慢电子速度成像结合冷离子阱方法对镧系元素的电子亲和势进行精密测量,同时还测量了其负离子能级的精细结构劈裂和激发态能级。完成了Ce,La, Pr,Nd,Tb,Lu电子亲和势的精密测量。Tm因为离子信号太弱,信噪比比较差,Sm,Eu,Gd,Dy,Ho,Er没有观测到明确的负离子信号。此外,还精密测量Ga,Ir,和锕系的Th,U的电子亲和势。这些元素的电子亲和势测量精度达到了约0.1 meV。在研究中,发现Th负离子可以被激光冷却。这在超冷等离子,超冷化学,协同冷却反质子方面有重要的应用。
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DOI:
10.1103/physreva.99.062507
发表时间:
2019-06
期刊:
PHYSICAL REVIEW A
影响因子:
2.9
作者:
[Lu Yuzhu, Tang Rulin, Fu Xiaoxi, Ning Chuangang]
通讯作者:
Ning Chuangang
Accurate electron affinity of Ti and fine structures of its anions
Ti 精确的电子亲和力及其阴离子的精细结构
DOI:
10.1063/1.5049629
发表时间:
2018
期刊:
Journal of Chemical Physics
影响因子:
4.4
作者:
[Tang Rulin, Fu Xiaoxi, Ning Chuangang]
通讯作者:
Ning Chuangang
DOI:
10.1063/1.5134535
发表时间:
2020-01
期刊:
The Journal of chemical physics
影响因子:
--
作者:
[Yuzhu Lu;J. Zhao;R. Tang;Xiaoxi Fu;C. Ning]
通讯作者:
Yuzhu Lu;J. Zhao;R. Tang;Xiaoxi Fu;C. Ning
Measurement of Electron Affinity of Atomic Lutetium via the Cryo-SEVI Method
通过 Cryo-SEVI 方法测量原子镥的电子亲和势
DOI:
10.1063/1674-0068/cjcp1812293
发表时间:
2019
期刊:
Chinese Journal of Chemical Physics
影响因子:
1
作者:
[Fu Xiao-xi, Tang Ru-lin, Lu Yu-zhu, Ning Chuan-gang]
通讯作者:
Ning Chuan-gang
DOI:
--
发表时间:
2018
期刊:
物理与工程
影响因子:
--
作者:
[赵静, 罗志弘, 宁传刚]
通讯作者:
宁传刚
共 12 条
用高分辨光电子谱学方法搜寻可激光冷却的负离子
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批准号:11974199
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项目类别:面上项目
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资助金额:64.0万元
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批准年份:2019
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负责人:宁传刚
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依托单位:
基于离子阱和慢电子成像的精密负离子光谱测量
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批准号:91336104
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:95.0万元
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批准年份:2013
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负责人:宁传刚
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依托单位:
用(e, 2e)方法研究若干分子的电子关联效应
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批准号:11174175
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项目类别:面上项目
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资助金额:73.0万元
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批准年份:2011
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负责人:宁传刚
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依托单位:
用电子动量谱学方法研究过渡金属原子及其化合物的电子结构
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批准号:10704046
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2007
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负责人:宁传刚
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依托单位:
国内基金
海外基金