JP2000357449A - Photoelectric surface, secondary electron surface, and electronic tube - Google Patents
Photoelectric surface, secondary electron surface, and electronic tubeInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は所定波長の光検出あ
るいは測定に適用可能な光電面、二次電子面及びそれら
を備えた電子管に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoelectric surface, a secondary electron surface, and an electron tube provided with the same, which can be used for detecting or measuring light of a predetermined wavelength.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、波長２００ｎｍ以下の紫外線光に
感度を有する光電面材料としては、例えば半導体のヨウ
化セシウム（ＣｓＩ）が良く知られており、この光電面
は透過型に用いた場合で１５％、反射型に用いた場合で
２５％の量子効率を有する。また、この光電面は波長２
００ｎｍ以上の被検出光に対しては急激にその値（量子
効率）を下げるので、太陽光には感度を持たない、いわ
ゆるソーラブラインド光電面として知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a photocathode material having a sensitivity to ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less, for example, a semiconductor such as cesium iodide (CsI) is well known. It has a quantum efficiency of 15% and 25% when used in a reflection type. This photocathode has a wavelength of 2
Since the value (quantum efficiency) of the light to be detected having a wavelength of 00 nm or more is rapidly reduced, it is known as a so-called solar photocathode having no sensitivity to sunlight.
【０００３】このような紫外領域での被検出光の高精度
な検出あるいは測定を行うためには、より高い量子効率
の光電面が要求される。ところが従来のＣｓＩ光電面で
は、ＣｓＩ半導体の伝導帯（ＥC）の底のエネルギーに
対する真空準位（ＶＬ）のエネルギーの差、すなわち電
子親和力（Ｘeff）が正であるため被検出光を受容して
価電子帯（ＥV）から励起された光電子の一部は真空中
（真空状態が維持された容器内）へ脱出できないことを
意味する。従って、従来の光電面ではこれ以上量子効率
の高い光電面を実現することは本質的に不可能であっ
た。In order to detect or measure light to be detected in the ultraviolet region with high accuracy, a photocathode having higher quantum efficiency is required. However, the conventional CsI photocathode receives the detected light because the difference between the energy at the vacuum level (VL) and the energy at the bottom of the conduction band (E C ) of the CsI semiconductor, that is, the electron affinity (X eff ) is positive. This means that some of the photoelectrons excited from the valence band (E V ) cannot escape into a vacuum (into a container maintained in a vacuum state). Therefore, it was essentially impossible to realize a photocathode having higher quantum efficiency with the conventional photocathode.
【０００４】一方、光電面としてＣｓＩに代わる多結晶
ダイヤモンド薄膜からなる光電面（特開平１０−１４９
７６１）が知られている。Ｓｉ基板上に成膜したＣＶＤ
多結晶ダイヤモンド光電面は紫外域で高い量子効率を有
する。On the other hand, a photocathode made of a polycrystalline diamond thin film instead of CsI as a photocathode (JP-A-10-149)
761) is known. CVD formed on Si substrate
The polycrystalline diamond photocathode has high quantum efficiency in the ultraviolet region.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多結晶
ダイヤモンドは粒成長した多結晶体であるため粒界が存
在し、膜の均質性・平滑性が良くない。さらに成膜時に
基板は高温のプラズマ中に曝され高温になるため、ガラ
ス等の低軟化点基板又は低融点基板への成膜は難しく、
格子整合性の良いＳｉ等のごく特定の基板でのみ成膜が
され、透明基板上への均一な成膜が難しい。However, since polycrystalline diamond is a polycrystalline material having grown grains, grain boundaries are present and the uniformity and smoothness of the film are poor. Furthermore, since the substrate is exposed to high temperature plasma during film formation and becomes high temperature, it is difficult to form a film on a substrate having a low softening point or a low melting point such as glass,
A film is formed only on a very specific substrate such as Si having good lattice matching, and it is difficult to form a uniform film on a transparent substrate.
【０００６】そこで、本発明は上記課題を解決した構成
の光電面、二次電子面及び電子管を提供することを目的
とする。Accordingly, it is an object of the present invention to provide a photocathode, a secondary electron surface, and an electron tube having the above-mentioned structure.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明に係る光電面は、
光の入射により光電子が外部に放出される光電面におい
て、アモルファスダイヤモンド又はアモルファスダイヤ
モンドを主成分とする材料によって構成されることを特
徴とする。このような構成とすることにより、低軟化基
板又は低融点基板への成膜が可能となる。The photoelectric surface according to the present invention comprises:
The photoelectric surface from which photoelectrons are emitted to the outside upon incidence of light is characterized by being made of amorphous diamond or a material containing amorphous diamond as a main component. With such a configuration, a film can be formed on a low softening substrate or a low melting point substrate.
【０００８】上記光電面において、ダイヤモンド材料
は、ｐ型不純物がドープされてｐ型半導体化されている
ことを特徴としても良い。このようにｐ型半導体化され
ることにより、表面近傍でエネルギーバンドが低エネル
ギー側に彎曲し、電子が放出されやすくなる。[0008] In the above-mentioned photocathode, the diamond material may be characterized in that it is doped with a p-type impurity to form a p-type semiconductor. By being made into a p-type semiconductor in this way, the energy band is bent to a lower energy side near the surface, and electrons are easily emitted.
【０００９】上記光電面において、ダイヤモンド材料
は、ｎ型不純物がドープされてｎ型半導体化されている
ことを特徴としても良い。このような構成とすることに
より、バンドギャップ内にドナー取り込みによる不純物
準位ができ、この準位から低エネルギーで励起された電
子が放出する。[0009] In the above-mentioned photocathode, the diamond material may be characterized in that it is doped with an n-type impurity to form an n-type semiconductor. With such a structure, an impurity level is generated in the band gap due to donor incorporation, and electrons excited with low energy are emitted from this level.
【００１０】上記光電面は、ダイヤモンド材料の表面が
水素により終端されていることを特徴としても良い。こ
のような構成とすることにより、ダイヤモンド表面の仕
事関数を実効的に低下させることができる。[0010] The photocathode may be characterized in that the surface of the diamond material is terminated with hydrogen. With such a configuration, the work function of the diamond surface can be effectively reduced.
【００１１】上記光電面は、ダイヤモンド材料の表面
に、アルカリ金属又はその化合物の層が形成されている
ことを特徴としても良い。このような構成とすることに
より、ダイヤモンド表面の仕事関数を更に低下させるこ
とができる。[0011] The photocathode may be characterized in that a layer of an alkali metal or a compound thereof is formed on the surface of a diamond material. With such a configuration, the work function of the diamond surface can be further reduced.
【００１２】本発明に係る二次電子面は、入力された電
子を増倍して放出する二次電子面において、金属基板
と、金属基板上に形成されたアモルファスダイヤモンド
又はアモルファスダイヤモンドを主成分とする材料によ
って構成される二次電子放出面とを備えることを特徴と
する。このような構成とすることにより、二次電子発生
効率を高めることができる。The secondary electron surface according to the present invention is a secondary electron surface which multiplies and emits input electrons and comprises a metal substrate and amorphous diamond or amorphous diamond formed on the metal substrate as main components. And a secondary electron emission surface made of a material to be used. With such a configuration, the secondary electron generation efficiency can be increased.
【００１３】上記二次電子面において、ダイヤモンド材
料は、ｐ型不純物がドープされてｐ型半導体化されてい
ることを特徴としても良い。このようにｐ型半導体化さ
れることにより、表面近傍でエネルギーバンドが低エネ
ルギー側に彎曲し、電子が放出されやすくなる。In the above-mentioned secondary electron surface, the diamond material may be doped with a p-type impurity to form a p-type semiconductor. By being made into a p-type semiconductor in this way, the energy band is bent to a lower energy side near the surface, and electrons are easily emitted.
【００１４】上記二次電子面において、ダイヤモンド材
料は、ｎ型不純物がドープされてｎ型半導体化されてい
ることを特徴としても良い。このような構成とすること
により、バンドギャップ内にドナー取り込みによる不純
物準位ができ、この準位から低エネルギーで励起された
電子が放出する。In the above secondary electron surface, the diamond material may be doped with an n-type impurity to form an n-type semiconductor. With such a structure, an impurity level is generated in the band gap due to donor incorporation, and electrons excited with low energy are emitted from this level.
【００１５】上記二次電子面は、二次電子放出面の表面
が水素により終端されていることを特徴としても良い。
このような構成とすることにより、ダイヤモンド表面の
仕事関数を低下させることができる。[0015] The secondary electron surface may be characterized in that the surface of the secondary electron emission surface is terminated with hydrogen.
With such a configuration, the work function of the diamond surface can be reduced.
【００１６】上記二次電子面は、ダイヤモンド材料の表
面に、アルカリ金属又はその化合物の層が形成されてい
ることを特徴としても良い。このような構成とすること
により、ダイヤモンド表面の仕事関数を更に低下させる
ことができる。[0016] The secondary electron surface may be characterized in that a layer of an alkali metal or a compound thereof is formed on the surface of a diamond material. With such a configuration, the work function of the diamond surface can be further reduced.
【００１７】本発明に係る電子管は、所定波長の入射光
に対して透光性を有する入射窓と、上記発明に係る光電
面と、光電面に対して正電圧が印加され、光電面で励起
された電子を収集する陽極と、光電面及び陽極を収納す
ると共に、入射窓を支持した容器とを備えることを特徴
とする。このような構成とすることにより感度の良い電
子管を実現することができる。According to the electron tube of the present invention, there is provided an entrance window having a light-transmitting property with respect to incident light having a predetermined wavelength, the photoelectric surface according to the above-described invention, and a positive voltage applied to the photoelectric surface to be excited by the photoelectric surface. And a container that houses the photoelectric surface and the anode and supports an entrance window. With such a configuration, a highly sensitive electron tube can be realized.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図を
用いて説明する。なお、図中同一部分には同一符号を付
して重複する説明を省略する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【００１９】図１は、本発明に係る光電面の第１〜第３
実施形態を示す断面図、図２はアモルファスダイヤモン
ドのＥＥＬＳ（Electron Energy Loss Spectroscopy）
の測定結果を示す図、図３はアモルファスダイヤモンド
の状態密度を示す図、図４はアモルファスダイヤモンド
の分光吸収係数を示す図、図５は水素終端処理がなされ
たアモルファスダイヤモンドのエネルギーバンド図であ
る。FIG. 1 shows the first to third photoelectric surfaces according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment, and FIG. 2 is an EELS (Electron Energy Loss Spectroscopy) of amorphous diamond.
, FIG. 3 is a diagram showing the state density of amorphous diamond, FIG. 4 is a diagram showing the spectral absorption coefficient of amorphous diamond, and FIG. 5 is an energy band diagram of hydrogen-terminated amorphous diamond.
【００２０】図１に示すように、光電面１９はＭｇＦ2
からなる基板１７上に形成されている。光電面１９はア
モルファスダイヤモンドによって形成された光電子放出
層１１と、その上面に表面炭素原子が水素化されて形成
された水素終端層１３と、さらにその上面に形成された
アルカリ金属層１５とから構成されている。本発明に適
用されるアモルファスダイヤモンドは、炭素原子が電子
のｓｐ３混成軌道によって四面体配位に無秩序に結合し
た構造を有する。本実施形態では、アルカリ金属として
Ｃｓを用いることとするが、Ｃｓに限定されるものでは
なくＫ，Ｒｂ，Ｎａ等でも良い。なお、本実施形態の光
電子放出層１１がアモルファスダイヤモンドで形成され
ていることは、図２に示すＥＥＬＳの測定結果から、光
電子放出層１１を形成する材料にはグラファイトのπ電
子の存在を示すピーク（２８５ｅＶ）や、ダイヤモンド
の伝導体が結晶性のものであることを示す急峻なスペク
トルが存在せず、ブロードなスペクトルとなっているこ
とから分かる。すなわち、アモルファスダイヤモンドは
主に四面体配位の炭素原子が無秩序にネットワークを組
んだ不定形な構造であり、図３に示すように禁制帯バン
ド端にエネルギー準位が生じたものになっているためブ
ロードなスペクトルを有すると考えられるからである。As shown in FIG. 1, the photocathode 19 is made of MgF 2
It is formed on a substrate 17 made of. The photocathode 19 includes a photoelectron emission layer 11 formed of amorphous diamond, a hydrogen termination layer 13 formed by hydrogenating surface carbon atoms on the upper surface, and an alkali metal layer 15 formed on the upper surface. Have been. The amorphous diamond applied to the present invention has a structure in which carbon atoms are randomly linked to tetrahedral coordination by sp3 hybrid orbitals of electrons. In the present embodiment, Cs is used as the alkali metal, but is not limited to Cs and may be K, Rb, Na, or the like. The fact that the photoelectron emitting layer 11 of the present embodiment is formed of amorphous diamond means that the material forming the photoelectron emitting layer 11 has a peak indicating the presence of π electrons of graphite from the EELS measurement results shown in FIG. (285 eV) and a broad spectrum without a sharp spectrum indicating that the diamond conductor is crystalline. That is, amorphous diamond has an irregular structure in which mainly tetrahedral-coordinated carbon atoms form a random network, and energy levels are generated at the bandgap band edge as shown in FIG. This is because it is considered to have a broad spectrum.
【００２１】アモルファスダイヤモンドは低温で成膜さ
れるため基板１７の選択性が広く、本実施形態のＭｇＦ
2以外の材料からなる基板、例えばガラス等の透明基板
上に薄膜化することが容易にでき、しかも均一かつ平滑
に成膜することが可能である。Since amorphous diamond is formed at a low temperature, the selectivity of the substrate 17 is wide.
A thin film can be easily formed on a substrate made of a material other than 2 , for example, a transparent substrate such as glass, and a uniform and smooth film can be formed.
【００２２】また、図４に示すようにアモルファスダイ
ヤモンドの分光吸収係数は約１．５ｅＶ〜２．０ｅＶの
吸収端付近で裾を引いており、結晶性ダイヤモンドに比
べて長波長側で感度が向上する。実際のアモルファスダ
イヤモンドにはＥＥＬＳでは検出されない程度の少量の
ｓｐ２結合が残留すると考えられるが、反応性の高い原
子状水素を照射すると、四面体配位ｓｐ３結合以外のｓ
ｐ２電子による残留弱結合が除去される。また、光電子
放出面１１表面の未結合の炭素が水素によって終端処理
がなされることにより水素化され、炭素原子より電子親
和力の低い水素が正に、炭素が負に帯電した双極子より
なる空間二重層がアモルファスダイヤモンド表面に形成
される。この二重層により生じた電界は、図５に示すよ
うに表面付近のバンドを低エネルギー側に湾曲させ、真
空準位ＶＬを伝導体最低準位ＥCより低いエネルギーレ
ベルまで押し下げるので、実効的に負性親和力（Ｘeff
参照）が生じて仕事関数が小さくなり光電子放出率は高
くなる。Further, as shown in FIG. 4, the spectral absorption coefficient of amorphous diamond has a tail near the absorption edge of about 1.5 eV to 2.0 eV, and the sensitivity is improved on the longer wavelength side as compared with crystalline diamond. I do. It is thought that a small amount of sp2 bonds, which are not detected by EELS, remain in actual amorphous diamond. However, irradiation with highly reactive atomic hydrogen causes s other than tetrahedral coordination sp3 bonds.
Residual weak bonds due to p2 electrons are removed. Further, unbonded carbon on the surface of the photoelectron emission surface 11 is hydrogenated by being terminated with hydrogen, so that hydrogen having an electron affinity lower than that of a carbon atom is positively charged, and a space dipole having a negatively charged carbon dipole. An overlay is formed on the surface of the amorphous diamond. The electric field generated by this double layer curves the band near the surface to the lower energy side as shown in FIG. 5 and pushes the vacuum level VL down to an energy level lower than the lowest conductor level E C , so that it is effective. Negative affinity (X eff
) Occurs, the work function decreases, and the photoelectron emission rate increases.
【００２３】次に、第２実施形態の光電面について説明
する。第２実施形態の光電面は、図１に示す第１実施形
態の光電面において、光電子放出層１１を形成するアモ
ルファスダイヤモンドにホウ素を不純物として加えてｐ
型アモルファスダイヤモンドとした点が異なっている。
このようにｐ型アモルファスダイヤモンドを光電子放出
層１１に用いることにより、光電子放出層１１の表面近
傍でエネルギーバンドが低エネルギー側に彎曲し、また
真空準位も低くなる。このため、表面に達した電子が放
出されやすくなり、光電子放出率が高くなる。なお、ド
ープする不純物はホウ素に限定されず、インジウムやガ
リウムなどでも良い。Next, the photocathode of the second embodiment will be described. The photocathode of the second embodiment is different from the photocathode of the first embodiment shown in FIG. 1 in that boron is added as an impurity to amorphous diamond for forming the photoelectron emitting layer 11 to obtain p.
The difference is that the amorphous diamond is used.
By using the p-type amorphous diamond for the photoelectron emitting layer 11 in this manner, the energy band is bent to a lower energy side near the surface of the photoelectron emitting layer 11, and the vacuum level is also reduced. Therefore, the electrons reaching the surface are easily emitted, and the photoelectron emission rate increases. Note that the impurity to be doped is not limited to boron, and may be indium or gallium.
【００２４】次に、第３実施形態の光電面について説明
する。第３実施形態の光電面は、図１に示す第１実施形
態の光電面において、光電子放出層１１を形成するアモ
ルファスダイヤモンドに窒素を不純物として加えてｎ型
アモルファスダイヤモンドとした点が異なっている。こ
のように、窒素を加えることにより、バンドギャップ内
に窒素取り込みによる不純物準位（バンド端での裾構
造）ができ、この準位から低エネルギーで励起された電
子が放出される。また、窒素をドープすることにより、
不純物欠陥サイトが多数形成され、欠陥サイト間でのホ
ッピング伝導による表面への電荷の移動が容易になり、
電子が放出されやすくなる。なお、ドープする不純物は
窒素に限定されず、アンチモン、リン、砒素などでも良
い。Next, the photocathode of the third embodiment will be described. The photocathode of the third embodiment is different from the photocathode of the first embodiment shown in FIG. 1 in that n-type amorphous diamond is obtained by adding nitrogen as an impurity to amorphous diamond forming the photoelectron emission layer 11. As described above, by adding nitrogen, an impurity level (a skirt structure at a band edge) due to nitrogen incorporation is formed in the band gap, and electrons excited with low energy are emitted from this level. Also, by doping nitrogen,
Many impurity defect sites are formed, and the transfer of charge to the surface by hopping conduction between the defect sites becomes easy,
Electrons are easily emitted. Note that the impurity to be doped is not limited to nitrogen, and may be antimony, phosphorus, arsenic, or the like.
【００２５】なお、図６に不純物がドープされたアモル
ファスダイヤモンドの状態密度図を示す。図中のEａ及
びＥｂは、アモルファスダイヤモンドのバンド裾を示
す。FIG. 6 shows a state density diagram of an amorphous diamond doped with an impurity. Ea and Eb in the figure indicate the band skirts of the amorphous diamond.
【００２６】以上、光電面の実施形態について説明して
きたが、本発明の光電面は本実施形態に限定されない。
例えば、本実施形態では基板１７の材料としてＭｇＦ2
を用いているが、基板の材料はＭｇＦ2の他、Ｓｉ、ガ
ラス、金属等でも良い。しかし、Ｓｉ、金属等を用いた
場合は本光電面を透過型光電面（被検出光が入射する面
と対向する面から光電子を放出する光電面）として用い
ることが困難となる。また、本実施形態では水素終端層
１３及びアルカリ金属層１５を形成しているが、これら
はなくても良い。ただし、水素終端層１３及びアルカリ
金属層１５が無い場合には、光電子放出面１１の仕事関
数が低下しないので光電子放出率は低くなる。Although the embodiment of the photocathode has been described above, the photocathode of the present invention is not limited to this embodiment.
For example, in the present embodiment, the material of the substrate 17 is MgF 2
However, the material of the substrate may be Si, glass, metal or the like in addition to MgF 2 . However, when Si, metal, or the like is used, it is difficult to use the present photoelectric surface as a transmission-type photoelectric surface (a photoelectric surface that emits photoelectrons from a surface facing a surface on which light to be detected is incident). Further, in the present embodiment, the hydrogen termination layer 13 and the alkali metal layer 15 are formed, but these may not be provided. However, when the hydrogen termination layer 13 and the alkali metal layer 15 are not provided, the work function of the photoelectron emission surface 11 does not decrease, so that the photoelectron emission rate decreases.
【００２７】次に、本発明に係る電子管の好適な実施形
態について説明する。図７は、本発明に係る電子管の第
１実施形態を示した断面図である。紫外領域の入射光に
対して透光性を有するＭｇＦ2からなる入射窓１７が容
器２１の図７における上面に固定され、光電面１９は基
板としての役割を兼ねる入射窓１７の容器内の表面上に
形成されている。光電面１９の側方の容器内部と光電面
１９との間にはＡｌ電極２４が塗布されており、光電面
１９と導線２５とは電気的に接続されている。入射窓１
７の反対側には、光電面１９に対して正電圧が印加さ
れ、励起された光電子ｅを収集する陽極２２が設けられ
ている。陽極２２はステム２３によって容器２１に固定
されると共に、容器２１の外部に電気的に接続されてい
る。陽極２２と光電面１９の間には、光電面１９に水素
終端処理を行うフィラメント２６がステム２７に支持さ
れている。また、光電面１９にアルカリ処理を行うため
のスリーブ２８が、陽極２２と容器２１の底面との間に
ステム２９により支持されている。容器２１内には１×
１０-6〜１×１０-3Ｔｏｒｒの分圧の水素が封入されて
いる。Next, a preferred embodiment of the electron tube according to the present invention will be described. FIG. 7 is a sectional view showing a first embodiment of the electron tube according to the present invention. An entrance window 17 made of MgF 2 having a property to transmit incident light in the ultraviolet region is fixed to the upper surface of the container 21 in FIG. 7, and a photocathode 19 is a surface of the entrance window 17 which also serves as a substrate in the container. Is formed on. An Al electrode 24 is applied between the inside of the container on the side of the photocathode 19 and the photocathode 19, and the photocathode 19 and the conducting wire 25 are electrically connected. Entrance window 1
On the opposite side of 7, there is provided an anode 22 for applying a positive voltage to the photocathode 19 and collecting the excited photoelectrons e. The anode 22 is fixed to the container 21 by the stem 23 and is electrically connected to the outside of the container 21. Between the anode 22 and the photocathode 19, a filament 26 for performing a hydrogen termination treatment on the photocathode 19 is supported by a stem 27. Further, a sleeve 28 for performing an alkali treatment on the photocathode 19 is supported by a stem 29 between the anode 22 and the bottom surface of the container 21. 1 × in the container 21
Hydrogen at a partial pressure of 10 -6 to 1 × 10 -3 Torr is sealed.
【００２８】光電面１９をアモルファスダイヤモンドで
形成することにより、低温での成膜が可能であるため製
造が容易であると共に、基板選択の幅が広がるので本実
施形態のように透光性を有する基板上に光電面１９を形
成することにより透過型の光電面を実現することができ
る。By forming the photocathode 19 from amorphous diamond, it is possible to form a film at a low temperature, so that it is easy to manufacture. In addition, the substrate can be selected in a wide range, so that it has translucency as in this embodiment. By forming the photocathode 19 on the substrate, a transmission photocathode can be realized.
【００２９】第１実施形態の電子管２０は次のように作
動する。入射窓１７に入射した光により光電面１９から
容器内に光電子ｅが放出される。放出された光電子ｅは
陽極２２に集められ、ステム２３を通じて容器２１の外
部に電流として取り出される。The electron tube 20 of the first embodiment operates as follows. Photoelectrons e are emitted from the photocathode 19 into the container by the light incident on the entrance window 17. The emitted photoelectrons e are collected by the anode 22 and taken out of the container 21 through the stem 23 as a current.
【００３０】光電面１９は水素終端処理及びアルカリ処
理がなされており仕事関数が低下しているため、光電子
ｅが真空中に放出されやすくなっている。図８は真空紫
外から紫外域での量子効率を示す図、図９は真空紫外か
ら可視領域での量子効率を示す図である。図８から分か
るように第１実施形態の電子管は、水素終端処理により
量子効率は数倍向上し、図９から分かるように２２０ｎ
ｍ以上の波長に対しても高い量子効率を示す。また、本
実施形態の電子管２０には水素が封入されているため光
電面１９表面から水素が脱離した後、封入された水素が
光電面１９に再吸着するので、光電面１９の表面は化学
的に安定し電子管２０の安定動作が可能となる。Since the photocathode 19 has been subjected to a hydrogen termination treatment and an alkali treatment and has a reduced work function, the photoelectrons e are easily emitted into a vacuum. FIG. 8 is a diagram showing the quantum efficiency in the vacuum ultraviolet to ultraviolet region, and FIG. 9 is a diagram showing the quantum efficiency in the vacuum ultraviolet to visible region. As can be seen from FIG. 8, in the electron tube of the first embodiment, the quantum efficiency is improved several times by the hydrogen termination treatment.
It shows high quantum efficiency even for wavelengths of m or more. In addition, since hydrogen is sealed in the electron tube 20 of the present embodiment, hydrogen is desorbed from the surface of the photocathode 19 and then the sealed hydrogen is re-adsorbed to the photocathode 19. Therefore, the electron tube 20 can be stably operated.
【００３１】次に、第１実施形態の電子管の製造方法を
説明する。まず、側面にＡｌ電極が塗布されている真空
紫外光の領域で透明なＭｇＦ2面板上にレーザーアブレ
ーション法でアモルファスダイヤモンドを成膜する。レ
ーザー照射は、ＡｒＦレーザー（１９３ｎｍ）を用い、
照射密度２Ｊ／ｃｍ2、ガラス状炭素をターゲットに真
空度１×１０-6Ｔｏｒｒ以下の真空チャンバー内で行
う。成膜されたアモルファスダイヤモンドは図７に示す
電子管２０に組み込まれる。容器２１内は１×１０-8Ｔ
ｏｒｒ以上の高真空に排気され、２００℃に加熱され脱
ガス処理される。Next, a method of manufacturing the electron tube according to the first embodiment will be described. First, an amorphous diamond film is formed by a laser ablation method on a transparent MgF 2 face plate in a vacuum ultraviolet light region where an Al electrode is coated on a side surface. Laser irradiation uses ArF laser (193 nm),
The irradiation is performed in a vacuum chamber having an irradiation density of 2 J / cm 2 and glassy carbon as a target and a degree of vacuum of 1 × 10 −6 Torr or less. The formed amorphous diamond is incorporated in an electron tube 20 shown in FIG. The inside of the container 21 is 1 × 10 -8 T
It is evacuated to a high vacuum of orr or higher, heated to 200 ° C., and degassed.
【００３２】次に、１×１０-3Ｔｏｒｒの分圧の水素ガ
ス中で容器２１内に設けられたフィラメント２６を通電
加熱し、アモルファスダイヤモンドを３００℃の温度で
数分間放置することによりアモルファスダイヤモンドの
炭素原子を水素化する水素終端処理を行う。この時のア
モルファスダイヤモンドの温度は、ダイヤモンドがグラ
ファイト化するのを防止するため８００℃以上にならな
いように留意する。水素終端処理後は再び高真空にす
る。Next, the filament 26 provided in the container 21 is heated by energization in a hydrogen gas at a partial pressure of 1 × 10 −3 Torr, and the amorphous diamond is left at a temperature of 300 ° C. for several minutes. Hydrogen termination treatment for hydrogenating carbon atoms of At this time, care should be taken that the temperature of the amorphous diamond does not exceed 800 ° C. in order to prevent the diamond from being graphitized. After the hydrogen termination, the vacuum is again applied.
【００３３】次に、容器２１内に設けられたアルカリ金
属含有のスリーブ２８を通電加熱しアルカリ金属層を形
成するアルカリ処理を行う。この時紫外光を照射して、
光電子放出電流をモニターしながら最適感度になるよう
に通電を行う。Next, the alkali metal-containing sleeve 28 provided in the container 21 is heated by energizing to perform an alkali treatment for forming an alkali metal layer. At this time, irradiate with ultraviolet light,
While monitoring the photoelectron emission current, energization is performed to obtain the optimum sensitivity.
【００３４】以上の工程を経た後に、１×１０-6〜１×
１０-3Ｔｏｒｒの分圧の水素を封入し、第１実施形態の
電子管は完成される。After the above steps, 1 × 10 −6 to 1 ×
Hydrogen at a partial pressure of 10 −3 Torr is sealed, and the electron tube of the first embodiment is completed.
【００３５】なお、第１実施形態では入射窓１７の材料
としてＭｇＦ2を用いたが、ＣａＦ2又はサファイア等で
も良い。また、水素終端処理は成膜後真空チャンバー内
で水素雰囲気中加熱処理しても、低出力の水素プラズマ
に曝しても良い。In the first embodiment, MgF 2 is used as the material of the entrance window 17, but CaF 2 or sapphire may be used. In addition, the hydrogen termination treatment may be heating treatment in a hydrogen atmosphere in a vacuum chamber after film formation, or exposure to low-output hydrogen plasma.
【００３６】次に、本発明に係る電子管の第２実施形態
を説明する。図１０は、本発明に係る電子管の第２実施
形態を示す図である。図１０に示すように、電子管４０
は側面に入射窓５０を有する容器４１からなり、容器４
１内には入射窓５０から入射した被検出光を受ける光電
面１９が入射窓５０に対向して設けられている。光電面
１９はステム４５に支持されるＳｉ基板１７上に形成さ
れている。入射窓５０と光電面１９との間には、光電子
ｅを収集する矩形枠状の陽極４２がステム４３によって
支持されている。陽極４２と光電面１９との間には光電
面１９に水素終端処理を行うためのフィラメント４６が
ステム４７によって支持されている。また、光電面１９
にアルカリ処理を行うためのスリーブ４８が、光電面１
９と入射窓４１に対向する側面との間にステム４９によ
り支持されている。容器４１内には１×１０-6〜１×１
０-3Ｔｏｒｒの分圧の水素が封入されている。Next, a second embodiment of the electron tube according to the present invention will be described. FIG. 10 is a view showing a second embodiment of the electron tube according to the present invention. As shown in FIG.
Consists of a container 41 having an entrance window 50 on the side,
A photoelectric surface 19 for receiving light to be detected that has entered from an entrance window 50 is provided in the interior 1 so as to face the entrance window 50. Photocathode 19 is formed on Si substrate 17 supported by stem 45. A rectangular frame-shaped anode 42 for collecting photoelectrons e is supported by a stem 43 between the entrance window 50 and the photocathode 19. Between the anode 42 and the photocathode 19, a filament 46 for performing a hydrogen termination treatment on the photocathode 19 is supported by a stem 47. Also, the photocathode 19
Sleeve 48 for performing alkali treatment on the photocathode 1
It is supported by a stem 49 between 9 and a side surface facing the entrance window 41. 1 × 10 −6 to 1 × 1 in the container 41
Hydrogen at a partial pressure of 0 -3 Torr is sealed.
【００３７】第２実施形態の電子管４０は次のように作
動する。入射窓５０に入射した光により光電面１９から
容器４１内に光電子ｅが放出される。放出された光電子
ｅが陽極４２に集められ、ステム４３を通じて容器４１
の外部に電流として取り出される。The electron tube 40 of the second embodiment operates as follows. Photoelectrons e are emitted from the photocathode 19 into the container 41 by light incident on the entrance window 50. The emitted photoelectrons e are collected on the anode 42 and are passed through the stem 43 to the container 41.
Is taken out as a current outside.
【００３８】第２実施形態の電子管４０は、水素終端処
理及びアルカリ処理がなされているため、光電面１９の
仕事関数が低下し光電子ｅが放出しやすくなっている。Since the electron tube 40 of the second embodiment has been subjected to the hydrogen termination treatment and the alkali treatment, the work function of the photocathode 19 is reduced, and the photoelectrons e are easily emitted.
【００３９】次に、第２実施形態の電子管の製造方法を
説明する。まず、第１実施形態と同様にレーザーアブレ
ーション法によって、面指数（１００）のＳｉ基板上に
アモルファスダイヤモンドを成膜し光電面１９を形成す
る。次に、光電面１９を図１０に示す容器４１内に設置
し、続いて入射窓５０を設置する。第２実施形態の電子
管４０は紫外光を対象としているので、入射窓５０は紫
外光に透光性を有するＭｇＦ2により形成する。Next, a method of manufacturing the electron tube according to the second embodiment will be described. First, as in the first embodiment, an amorphous diamond film is formed on a Si substrate having a surface index (100) by a laser ablation method to form a photoelectric surface 19. Next, the photocathode 19 is installed in the container 41 shown in FIG. 10, and subsequently, the entrance window 50 is installed. Since the electron tube 40 of the second embodiment targets ultraviolet light, the entrance window 50 is formed of MgF 2 having a property of transmitting ultraviolet light.
【００４０】次に、１×１０-3Ｔｏｒｒ水素ガス中で容
器４１内に設けられたフィラメント４６を通電加熱し、
アモルファスダイヤモンドを３００℃の温度で数分間放
置することによりアモルファスダイヤモンドに水素終端
処理を行う。水素終端処理後は再び高真空にする。Next, the filament 46 provided in the container 41 is heated by heating in 1 × 10 −3 Torr hydrogen gas.
Hydrogen termination is performed on the amorphous diamond by leaving the amorphous diamond at a temperature of 300 ° C. for several minutes. After the hydrogen termination, the vacuum is again applied.
【００４１】次に、容器４１内に設けられたアルカリ金
属含有のスリーブ４８を通電加熱しアルカリ処理を行
う。この時紫外光を照射して、光電子放出電流をモニタ
ーしながら最適感度になるように通電を行う。Next, the alkali metal-containing sleeve 48 provided in the container 41 is energized and heated to perform an alkali treatment. At this time, irradiation is performed with ultraviolet light so as to obtain the optimum sensitivity while monitoring the photoelectron emission current.
【００４２】以上の工程を経た後に、１×１０-6〜１×
１０-3Ｔｏｒｒの分圧の水素を封入し、第２実施形態の
電子管は完成される。After the above steps, 1 × 10 −6 to 1 ×
Hydrogen at a partial pressure of 10 −3 Torr is sealed, and the electron tube of the second embodiment is completed.
【００４３】なお、第２実施形態の電子管に用いる光電
面１９の基板１７としてＳｉを用いたが、他の半導体、
ガラス又は金属でも良い。Although Si is used as the substrate 17 of the photocathode 19 used in the electron tube of the second embodiment, other semiconductors,
Glass or metal may be used.
【００４４】次に、本発明に係る光電面及び二次電子面
を用いた増倍型の電子管（光電子増倍管）を第３実施形
態として説明する。図１１は、本発明に係る電子管の第
３実施形態を示す断面図である。光電子増倍管６０は、
側面に入射窓６２を有する容器６１からなり、容器６１
内には光電子を放出する光電面１９、放出された光電子
を増倍部７０へ導く集束電極６３、増倍部７０を構成す
る多段の二次電子面７１〜８０及び増倍された電子を収
集する陽極８１が設けられている。また、入射窓６２表
面上に設けられている光電面１９は、上記第１実施形態
の光電面と同じ構成を有するものである。Next, a multiplication type electron tube (photomultiplier tube) using a photoelectric surface and a secondary electron surface according to the present invention will be described as a third embodiment. FIG. 11 is a sectional view showing a third embodiment of the electron tube according to the present invention. The photomultiplier tube 60 is
The container 61 has an entrance window 62 on the side surface.
A photocathode 19 for emitting photoelectrons, a focusing electrode 63 for guiding the emitted photoelectrons to the multiplier 70, a multi-stage secondary electron surface 71 to 80 constituting the multiplier 70, and a multiplied electron are collected. An anode 81 is provided. The photoelectric surface 19 provided on the surface of the incident window 62 has the same configuration as the photoelectric surface of the first embodiment.
【００４５】集束電極６３と陽極８１との間に設けられ
る各二次電子面７１〜８０は、中空の円筒を４分割した
曲面形状をしており、放出した電子を次の二次電子面が
受容できるような形で連続的に対向して設けられてい
る。各二次電子面７１〜８０は、ホウ素をドープしたｐ
型アモルファスダイヤモンドをＣｕ−Ｂｅ金属上に成膜
し、その表面を水素で終端されている。なお、本実施形
態ではＣｕ−Ｂｅを用いているが、Ｎｉ，Ａｌ又はＳＵ
Ｓ等の金属上に成膜されたものでも良い。Each of the secondary electron surfaces 71 to 80 provided between the focusing electrode 63 and the anode 81 has a curved shape obtained by dividing a hollow cylinder into four parts. It is provided in a continuous and opposing manner in an acceptable manner. Each secondary electron surface 71-80 has a boron doped p
Amorphous diamond is formed on a Cu-Be metal, and the surface thereof is terminated with hydrogen. In this embodiment, Cu—Be is used, but Ni, Al, or SU is used.
A film formed on a metal such as S may be used.
【００４６】このような構成とすることにより、Ｍｏ、
Ｐｄ，Ｔｉ又はＡｌＮ等の基板上に多結晶ダイヤモンド
を成膜した二次電子面と比較して、アモルファスダイヤ
モンドは低温で任意の形状の金属・半導体・ガラス上に
成膜できるため二次電子面の製造が容易となる。また、
二次電子面を構成するアモルファスダイヤモンドにホウ
素がドープされてｐ型半導体化されているため、二次電
子面表面近傍でエネルギーバンドが低エネルギー側に彎
曲し、真空準位も低くなるので、電子が放出されやすく
なる。With such a configuration, Mo,
Compared with a secondary electron surface formed by forming polycrystalline diamond on a substrate such as Pd, Ti or AlN, amorphous diamond can be formed on a metal / semiconductor / glass having an arbitrary shape at a low temperature, so that a secondary electron surface is formed. Can be easily manufactured. Also,
Since the amorphous diamond constituting the secondary electron surface is doped with boron and converted into a p-type semiconductor, the energy band is curved to a lower energy side near the surface of the secondary electron surface, and the vacuum level becomes lower. Is easily released.
【００４７】また、ダイヤモンド表面を水素により終端
することで、第１実施形態及び第２実施形態の光電面と
同様の原理によりダイヤモンドの仕事関数を低下させ二
次電子放出効率を高めることができる。Further, by terminating the diamond surface with hydrogen, the work function of diamond can be reduced and the secondary electron emission efficiency can be increased according to the same principle as that of the photocathode of the first and second embodiments.
【００４８】次に、第３実施形態の電子管の製造方法を
説明する。まず、アモルファスダイヤモンドをレーザー
アブレーション法で、所定の曲面形状に加工されたＣｕ
−Ｂｅ金属上に均一に成膜し二次電子面を製造する。レ
ーザー照射は、ＡｒＦレーザー（１９３ｎｍ）を用い、
照射密度２Ｊ／ｃｍ2、ガラス状炭素をターゲットに真
空度１×１０-6Ｔｏｒｒ以下の真空チャンバー内で行
う。続いて、ホウ素１００ｐｐｍ含有グラファイトをタ
ーゲットに用いてレーザーアブレーション法により、ア
モルファスダイヤモンドにホウ素をドープする。なお、
ターゲットのホウ素含有量は１００ｐｐｍに限定され
ず、二次電子面を構成するアモルファスダイヤモンドの
不純物濃度に応じて変更することが可能である。Next, a method of manufacturing the electron tube according to the third embodiment will be described. First, an amorphous diamond is processed into a predetermined curved surface by laser ablation.
-Form a uniform film on Be metal to produce a secondary electron surface. Laser irradiation uses ArF laser (193 nm),
The irradiation is performed in a vacuum chamber having an irradiation density of 2 J / cm 2 and glassy carbon as a target and a degree of vacuum of 1 × 10 −6 Torr or less. Subsequently, boron is doped into amorphous diamond by a laser ablation method using graphite containing 100 ppm of boron as a target. In addition,
The boron content of the target is not limited to 100 ppm, but can be changed according to the impurity concentration of the amorphous diamond constituting the secondary electron surface.
【００４９】次に、分圧１×１０-3Ｔｏｒｒの水素が封
入された真空チャンバー内で、試料前面に設けられたＷ
フィラメントを２０００℃に通電加熱して、アモルファ
スダイヤモンド表面の水素処理を行う。この時のアモル
ファスダイヤモンドの温度は３００℃に保つ。これは、
アモルファスダイヤモンドは８００℃以上に加熱すると
グラファイト化するのでそれを防止するためである。Next, in a vacuum chamber filled with hydrogen at a partial pressure of 1 × 10 −3 Torr, W
The filament is energized and heated to 2000 ° C. to perform a hydrogen treatment on the surface of the amorphous diamond. At this time, the temperature of the amorphous diamond is kept at 300 ° C. this is,
This is to prevent the amorphous diamond from being graphitized when heated to 800 ° C. or higher.
【００５０】次に、上記製造工程において製造された二
次電子面を、図１１に示す容器６１にボックス型ダイノ
ードとして組み込み、その後、容器６１が１×１０-6Ｔ
ｏｒｒ以上の高真空となるように排気し、第３実施形態
の電子管は完成される。Next, the secondary electron surface produced in the manufacturing process, built as a box-type dynode to the container 61 shown in FIG. 11, thereafter, the container 61 is 1 × 10 -6 T
The gas is exhausted to a high vacuum of orr or more, and the electron tube of the third embodiment is completed.
【００５１】次に、第４実施形態の電子管について説明
する。第４実施形態の電子管は、第３実施形態の電子管
の増倍部を構成する二次電子面が、ホウ素ドープされた
アモルファスダイヤモンドで形成されているのに対し、
窒素ドープされたアモルファスダイヤモンドにより形成
されている点が異なっている。この窒素ドープは窒素ガ
ス分圧１×１０-6Ｔｏｒｒの雰囲気において、レーザー
アブレーション法により行われる。なお、窒素ガスの分
圧は１×１０-6Ｔｏｒｒに限定されるものではなく１×
１０-3Ｔｏｒｒ以下であれば良い。Next, an electron tube according to a fourth embodiment will be described. In the electron tube according to the fourth embodiment, the secondary electron surface constituting the multiplier of the electron tube according to the third embodiment is formed of boron-doped amorphous diamond.
The difference is that it is formed by nitrogen-doped amorphous diamond. This nitrogen doping is performed by a laser ablation method in an atmosphere of a nitrogen gas partial pressure of 1 × 10 −6 Torr. The partial pressure of the nitrogen gas is not limited to 1 × 10 −6 Torr, but is 1 × 10 −6 Torr.
What is necessary is just to be 10 −3 Torr or less.
【００５２】このように、窒素ドープされたアモルファ
スダイヤモンドで二次電子面を構成することにより、バ
ンドギャップ内に窒素取り込みによる不純物準位がで
き、この準位から低エネルギーで励起された電子が放出
され、二次電子放出効率が高まる。As described above, by forming the secondary electron surface with nitrogen-doped amorphous diamond, an impurity level is generated in the band gap by nitrogen incorporation, and electrons excited at low energy are emitted from this level. As a result, the secondary electron emission efficiency increases.
【００５３】さらに、窒素ドープされたアモルファスダ
イヤモンドの二次電子面は最大の二次電子発生効率とな
る印加電圧の値を下げる効果が顕著である。図１２は、
窒素又はホウ素をドープしたアモルファスダイヤモンド
とノンドープアモルファスダイヤモンドを用いた二次電
子面の印加電圧に対する二次電子発生効率を示す図であ
る。多結晶ダイヤモンドを用いた二次電子面の場合には
最大の二次電子発生効率を示す印加電圧は４００Ｖ以上
であるが、窒素がドープされたアモルファスダイヤモン
ドを用いた二次電子面では図１２に示されるように２０
０Ｖで最大の二次電子発生効率を示した。従って、二次
電子面一段あたりの印加電圧を下げることができ、二次
電子面の耐電圧性、二次電子面間の絶縁性を確保するこ
とができる。Further, the secondary electron surface of the nitrogen-doped amorphous diamond has a remarkable effect of reducing the value of the applied voltage at which the maximum secondary electron generation efficiency is obtained. FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating secondary electron generation efficiency with respect to applied voltage of a secondary electron surface using amorphous diamond doped with nitrogen or boron and non-doped amorphous diamond. In the case of the secondary electron surface using polycrystalline diamond, the applied voltage showing the maximum secondary electron generation efficiency is 400 V or more, but in the secondary electron surface using nitrogen-doped amorphous diamond, FIG. 20 as shown
The maximum secondary electron generation efficiency was shown at 0V. Therefore, the applied voltage per one stage of the secondary electron surface can be reduced, and the withstand voltage of the secondary electron surface and the insulation between the secondary electron surfaces can be secured.
【００５４】以上、電子管の実施形態について説明して
きたが、本発明の電子管は本実施形態に限定されない。
例えば、二次電子面は、水素終端処理を行った後にアル
カリ金属又はその化合物の層を形成しても良い。Although the embodiment of the electron tube has been described above, the electron tube of the present invention is not limited to this embodiment.
For example, on the secondary electron surface, a layer of an alkali metal or a compound thereof may be formed after performing a hydrogen termination treatment.
【００５５】[0055]
【発明の効果】本発明によれば量子効率の高い光電面を
実現することができ、さらにアモルファスダイヤモンド
は低温での成膜が可能なため、製造が容易であると共に
ガラス等の低軟化点基板にも用いることができる。According to the present invention, a photocathode having high quantum efficiency can be realized, and amorphous diamond can be formed at a low temperature, so that it is easy to manufacture and has a low softening point substrate such as glass. Can also be used.
【００５６】また、不純物のドープされたアモルファス
ダイヤモンドを光電面又は二次電子面に用いることによ
り、電子放出率の一層の向上を図ることができる。Further, by using an amorphous diamond doped with impurities for the photoelectric surface or the secondary electron surface, the electron emission rate can be further improved.
【００５７】さらに、本発明の二次電子面においては、
低い印加電圧で高い二次電子放出率を示すため、二次電
子面の耐電圧性、二次電子面間の絶縁性確保に資するこ
ととなる。Further, in the secondary electron surface of the present invention,
Since a high secondary electron emission rate is exhibited at a low applied voltage, it contributes to ensuring the withstand voltage of the secondary electron surface and the insulation between the secondary electron surfaces.
【図１】本発明に係る光電面の第１〜第３実施形態を示
す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing first to third embodiments of a photocathode according to the present invention.
【図２】アモルファスダイヤモンドのＥＥＬＳの測定結
果を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the measurement results of EELS of amorphous diamond.
【図３】アモルファスダイヤモンドの状態密度を示す図
である。FIG. 3 is a diagram showing a state density of amorphous diamond.
【図４】アモルファスダイヤモンドの分光吸収係数を示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing a spectral absorption coefficient of amorphous diamond.
【図５】水素終端処理がなされたアモルファスダイヤモ
ンドのエネルギーバンド図である。FIG. 5 is an energy band diagram of an amorphous diamond subjected to a hydrogen termination treatment.
【図６】不純物をドープしたアモルファスダイヤモンド
の状態密度を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the state density of amorphous diamond doped with impurities.
【図７】本発明に係る電子管の第１実施形態を示す断面
図である。FIG. 7 is a sectional view showing a first embodiment of the electron tube according to the present invention.
【図８】第１実施形態の電子管の真空紫外から紫外域で
の量子効率を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the quantum efficiency of the electron tube of the first embodiment in a vacuum ultraviolet to ultraviolet region.
【図９】第１実施形態の電子管の真空紫外から可視領域
での量子効率を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating the quantum efficiency in the vacuum ultraviolet to visible region of the electron tube according to the first embodiment.
【図１０】本発明に係る第２実施形態の電子管を示す断
面図である。FIG. 10 is a sectional view showing an electron tube according to a second embodiment of the present invention.
【図１１】本発明に係る電子管の第３実施形態を示す断
面図である。FIG. 11 is a sectional view showing a third embodiment of the electron tube according to the present invention.
【図１２】アモルファスダイヤモンドを用いた二次電子
面の印加電圧に対する二次電子発生効率を示す図であ
る。FIG. 12 is a diagram showing secondary electron generation efficiency with respect to a voltage applied to a secondary electron surface using amorphous diamond.
１１・・・光電子放出層、１３・・・水素終端層、１５
・・・アルカリ金属層、１７・・・基板、１９・・・光
電面、２０・・・第１実施形態の電子管、２１・・・容
器、２２・・・陽極、２３・・・ステム、２４・・・Ａ
ｌ電極、２５・・・導線、２６・・・フィラメント、２
７・・・ステム、２８・・・スリーブ、２９・・・ステ
ム、４０・・・第２実施形態の電子管、４１・・・容
器、４２・・・陽極、４３・・・ステム、４５・・・ス
テム、４６・・・フィラメント、４７・・・ステム、４
８・・・スリーブ、４９・・・ステム、５０・・・入射
窓、６０・・・第３実施形態の電子管、６１・・・容
器、６２・・・入射窓、６３・・・集束電極、７０・・
・増倍部、７１〜８０・・・二次電子面、８１・・・陽
極。11 photoelectron emission layer, 13 hydrogen termination layer, 15
... alkali metal layer, 17 ... substrate, 19 ... photoelectric surface, 20 ... electron tube of the first embodiment, 21 ... container, 22 ... anode, 23 ... stem, 24 ... A
1 electrode, 25: conducting wire, 26: filament, 2
7 ... stem, 28 ... sleeve, 29 ... stem, 40 ... electron tube of the second embodiment, 41 ... container, 42 ... anode, 43 ... stem, 45 ...・ Stem, 46 ・ ・ ・ filament, 47 ・ ・ ・ Stem, 4
8 sleeve, 49 stem, 50 entrance window, 60 electron tube of the third embodiment, 61 container, 62 entrance window, 63 focusing electrode, 70 ...
Multiplier, 71 to 80: secondary electron surface, 81: anode.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新垣 実 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 鈴木 良孝 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 渡辺 宏之 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Minoru Aragaki 1126-1, Nomachi, Hamamatsu-shi, Shizuoka Prefecture Inside Hamamatsu Photonics Co., Ltd. (72) Inventor Yoshitaka Suzuki 1126-1, Nomachi, Ichinomachi, Hamamatsu-shi, Shizuoka Prefecture Photonics Hamamatsu (72) Inventor Hiroyuki Watanabe 1126 Nomachi, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture 1 Hamamatsu Photonics Co., Ltd.
Claims (11)
る光電面において、アモルファスダイヤモンド又はアモ
ルファスダイヤモンドを主成分とする材料によって構成
されることを特徴とする光電面。1. A photocathode in which photoelectrons are emitted to the outside upon incidence of light, wherein the photocathode is made of amorphous diamond or a material containing amorphous diamond as a main component.
ドープされてｐ型半導体化されていることを特徴とする
請求項１記載の光電面。2. The photocathode according to claim 1, wherein the diamond material is doped with a p-type impurity to form a p-type semiconductor.
ドープされてｎ型半導体化されていることを特徴とする
請求項１記載の光電面。3. The photocathode according to claim 1, wherein said diamond material is doped with an n-type impurity to form an n-type semiconductor.
り終端されていることを特徴とする請求項１〜３のいず
れか一項記載の光電面。4. The photocathode according to claim 1, wherein a surface of the diamond material is terminated by hydrogen.
リ金属又はその化合物の層が形成されていることを特徴
とする請求項１〜４のいずれか一項記載の光電面。5. The photocathode according to claim 1, wherein a layer of an alkali metal or a compound thereof is formed on the surface of the diamond material.
電子面において、 金属基板と、 前記金属基板上に形成されたアモルファスダイヤモンド
又はアモルファスダイヤモンドを主成分とする材料によ
って構成される二次電子放出面と、を備えることを特徴
とする二次電子面。6. A secondary electron surface which multiplies and emits input electrons and emits the same, comprising: a metal substrate; and amorphous diamond formed on the metal substrate or a material containing amorphous diamond as a main component. A secondary electron emission surface.
ドープされてｐ型半導体化されていることを特徴とする
請求項６記載の二次電子面。7. The secondary electron surface according to claim 6, wherein the diamond material is doped with a p-type impurity to form a p-type semiconductor.
ドープされてｎ型半導体化されていることを特徴とする
請求項６記載の二次電子面。8. The secondary electron surface according to claim 6, wherein the diamond material is doped with an n-type impurity to form an n-type semiconductor.
終端されていることを特徴とする請求項６〜８のいずれ
か一項記載の二次電子面。9. The secondary electron surface according to claim 6, wherein a surface of said secondary electron emission surface is terminated by hydrogen.
カリ金属又はその化合物の層が形成されていることを特
徴とする請求項６〜９のいずれか一項記載の二次電子
面。10. The secondary electron surface according to claim 6, wherein a layer of an alkali metal or a compound thereof is formed on the surface of the diamond material.
する入射窓と、 請求項１〜５のいずれか一項記載の光電面と、 前記光電面に対して正電圧が印加され、前記光電面で励
起された電子を収集する陽極と、 前記光電面及び前記陽極を収納すると共に前記入射窓を
支持した容器と、を備えることを特徴とする電子管。11. An entrance window having a transmissive property with respect to incident light having a predetermined wavelength, the photoelectric surface according to claim 1, and a positive voltage applied to the photoelectric surface; An electron tube comprising: an anode for collecting electrons excited by the photoelectric surface; and a container that houses the photoelectric surface and the anode and supports the incident window.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP11168154A JP2000357449A (en) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | Photoelectric surface, secondary electron surface, and electronic tube |
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| JP11168154A JP2000357449A (en) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | Photoelectric surface, secondary electron surface, and electronic tube |
Publications (1)
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003071570A1 (en) * | 2002-02-22 | 2003-08-28 | Hamamatsu Photonics K.K. | Transmitting type photoelectric cathode and electron tube |
| WO2003077271A1 (en) * | 2002-03-08 | 2003-09-18 | Hamamatsu Photonics K.K. | Transmitting type secondary electron surface and electron tube |
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| JP2013518448A (en) * | 2010-01-28 | 2013-05-20 | ハワード ユニバーシティ | Infrared external photoemission detector |
| WO2022175587A1 (en) * | 2021-02-22 | 2022-08-25 | Fenno-Aurum Oy | A uv sensitive photocathode, a method for producing a uv sensitive photocathode, and a detector for measuring uv radiation |
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-
1999
- 1999-06-15 JP JP11168154A patent/JP2000357449A/en active Pending
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