JPS60180052A - 光電子または２次電子放射用陰極 - Google Patents
光電子または２次電子放射用陰極Info
- Publication number
- JPS60180052A JPS60180052A JP59034007A JP3400784A JPS60180052A JP S60180052 A JPS60180052 A JP S60180052A JP 59034007 A JP59034007 A JP 59034007A JP 3400784 A JP3400784 A JP 3400784A JP S60180052 A JPS60180052 A JP S60180052A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film layer
- layer
- thin film
- alkali metal
- cathode
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/34—Photo-emissive cathodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/32—Secondary-electron-emitting electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
- H01J2201/34—Photoemissive electrodes
- H01J2201/342—Cathodes
- H01J2201/3421—Composition of the emitting surface
- H01J2201/3423—Semiconductors, e.g. GaAs, NEA emitters
Landscapes
- Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、光電面または２次電子増倍管等に適用される
光電子または２次電子放射用陰極に関する。
光電子または２次電子放射用陰極に関する。
（発明の背景）
光電子または２次電子放射陰極には数多くの研究改良が
施され、殆ど限界に近い性能に到達している。
施され、殆ど限界に近い性能に到達している。
（発明の目的）
本発明の目的は新規な構成の光電子または２次電子放射
用陰極を提供することにある。
用陰極を提供することにある。
（発明の構成）
前記目的を達成するために本発明による光電子または２
次電子放射用陰極は、導電基板と、前記導電基板上に形
成されたナモルファス半導体装置層と、前記半導体薄膜
層上に形成された絶縁物薄膜層と、前記絶縁物薄膜層上
に吸着されることにより形成されたアルカリ金属層から
構成されている。
次電子放射用陰極は、導電基板と、前記導電基板上に形
成されたナモルファス半導体装置層と、前記半導体薄膜
層上に形成された絶縁物薄膜層と、前記絶縁物薄膜層上
に吸着されることにより形成されたアルカリ金属層から
構成されている。
（実施例）
以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する
−０ 第１図は本発明による陰極の実施例を光電管に適用した
状態を示す略図である。
−０ 第１図は本発明による陰極の実施例を光電管に適用した
状態を示す略図である。
金属製の陰極基板１の一面にアモルファス半導体層２が
形成されている。
形成されている。
アモルファス半導体としてシリコン（Ｓｉ）、ゲルマニ
ウム（Ｇｅ）、ガリウム砒素（Ｑａ、Ａｓ）。
ウム（Ｇｅ）、ガリウム砒素（Ｑａ、Ａｓ）。
インジュムアンチモン（ＩｎＳｂ）等の通常よく知られ
た半導体を用いる。
た半導体を用いる。
これらの半導体の共通の特徴は内部光電効果は大きいが
、外部光電効果、光電子放射効果が小さいことである。
、外部光電効果、光電子放射効果が小さいことである。
すなわち実効的電子親和力が大きいため電子を外部に放
出する応用に不適当とされていた材料である。
出する応用に不適当とされていた材料である。
アモルファス半導体Ｎ２の表面に例えば窒化シリコンの
組成を持つ絶縁性薄膜層３を形成する。
組成を持つ絶縁性薄膜層３を形成する。
この絶縁性薄膜層３の表面に吸着程度にセシウム等のア
ルカリ金属層４を形成する。
ルカリ金属層４を形成する。
絶縁性薄膜層３は前記アルカリ金属層４によってトンネ
ル的引出し電界を生じさせるためのものであるから、そ
の厚さは２０ないし５内ｍのように薄い方が良い。また
この薄い層に生ずる内部電界は強大であるので、絶縁破
壊やピンホール等を生じないこと、およびアルカリと反
応しないことが望まれる。これらの条件は、前述した窒
化シリコンの組成を持つ絶縁性薄膜層や窒化ポロン等の
薄膜層により満たされる。
ル的引出し電界を生じさせるためのものであるから、そ
の厚さは２０ないし５内ｍのように薄い方が良い。また
この薄い層に生ずる内部電界は強大であるので、絶縁破
壊やピンホール等を生じないこと、およびアルカリと反
応しないことが望まれる。これらの条件は、前述した窒
化シリコンの組成を持つ絶縁性薄膜層や窒化ポロン等の
薄膜層により満たされる。
この陰極は真空容器８内に収容され、前記アルカリ金属
層４側にメツシュ状の電子引き出し電極５を配置する。
層４側にメツシュ状の電子引き出し電極５を配置する。
陰極の金属基板１と電子引き出し電極５間には電子引き
出し用の電界を発生させる電源Ｅ、が接続されている。
出し用の電界を発生させる電源Ｅ、が接続されている。
容器８内にはさらに陽極６が配置されており、この陽極
と前記陰極の金属基板１間に電源Ｅ２が接続されている
。
と前記陰極の金属基板１間に電源Ｅ２が接続されている
。
前記実施例では光りは図示のように前記アルカリ金属Ｎ
４側から供給される。
４側から供給される。
発生した光キャリヤは、アモルファス半導°体２中の伝
導単位に励起され、さらに絶縁膜３に印加される電界に
従ってトンネル電子放射をすることにより、光電子電流
を形成する。
導単位に励起され、さらに絶縁膜３に印加される電界に
従ってトンネル電子放射をすることにより、光電子電流
を形成する。
このような電界によって増強された光電子放出効果とし
て、例えば、ネガティブ エレクトロンアフィニティ（
ＮＥＧＡＴＩＶＥ ＥＬＥＣＴＯＲＯＮ ＡＦＦＩＮＩ
ＴＹ）による仕事関数を等測的に低めるものによるもの
、およびアイ・イー・イー・イー トランスアクション
、イーデー２７．ナンバー１１．２０８９頁、１９８０
年（’ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ、ＥＤ−２７，Ｎｏ １１
．ｐ２０８９．１９８０）に報告された金属」色縁体−
半導体構造によって、内部光電効果を増強する例がある
。
て、例えば、ネガティブ エレクトロンアフィニティ（
ＮＥＧＡＴＩＶＥ ＥＬＥＣＴＯＲＯＮ ＡＦＦＩＮＩ
ＴＹ）による仕事関数を等測的に低めるものによるもの
、およびアイ・イー・イー・イー トランスアクション
、イーデー２７．ナンバー１１．２０８９頁、１９８０
年（’ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ、ＥＤ−２７，Ｎｏ １１
．ｐ２０８９．１９８０）に報告された金属」色縁体−
半導体構造によって、内部光電効果を増強する例がある
。
これに対し、本発明の特徴のひとつば表面にイオン化電
圧の低いアルカリ金属を付着させることにある。この場
合表面に吸着したアルカリは、極めて薄い絶縁膜を介し
て、半導体の大きい誘電率媒質に接するので、分極ない
しイオン化吸着を起す。
圧の低いアルカリ金属を付着させることにある。この場
合表面に吸着したアルカリは、極めて薄い絶縁膜を介し
て、半導体の大きい誘電率媒質に接するので、分極ない
しイオン化吸着を起す。
したがって絶縁膜に電子を引出すごときビルトイン電界
を発生することができトンネル効果を起こし易くするこ
とができる。
を発生することができトンネル効果を起こし易くするこ
とができる。
第２の特徴としてはアモルファス半導体の使用である。
前述した例等においては、単結晶ないし、エピタキシャ
ル結晶層等の単結晶的な半導体を使用しており、このた
泌光（または−次電子により）励起電子の平均自由行程
が過大に過ぎ、電子放射面の横方向への空間的分解能を
劣化させる共通の欠点を内在している。
ル結晶層等の単結晶的な半導体を使用しており、このた
泌光（または−次電子により）励起電子の平均自由行程
が過大に過ぎ、電子放射面の横方向への空間的分解能を
劣化させる共通の欠点を内在している。
アモルファス半導体では最近の技術的進歩により半導体
のエネルギーバンドを持たせることができるため、光電
効果は結晶半導体にくらべ遜色ないものを利用できる。
のエネルギーバンドを持たせることができるため、光電
効果は結晶半導体にくらべ遜色ないものを利用できる。
なお本発明において、アモルファス半導体薄膜層の意味
は、意図的に単結晶化しない半導体薄膜層を含む広い意
味で用いる。
は、意図的に単結晶化しない半導体薄膜層を含む広い意
味で用いる。
本発明による陰極を撮像管の光電面に利用するとき、光
電面の平面的空間分解能を損なわない程度に微細な微結
晶、例えば光電面上での微結晶径が１μ程度以下であれ
ば光電面の平面的空間分解能を損なわない。
電面の平面的空間分解能を損なわない程度に微細な微結
晶、例えば光電面上での微結晶径が１μ程度以下であれ
ば光電面の平面的空間分解能を損なわない。
このように、微結晶粒径が画像分解能を妨げない程度ま
たはそれより微細である微結晶状態の半導体薄膜層もア
モルファス半導体薄膜層に含めることにする。
たはそれより微細である微結晶状態の半導体薄膜層もア
モルファス半導体薄膜層に含めることにする。
（変形例）
以上詳しく説明した実施例につき本発明の範囲内で種々
の変形を施すことができる。
の変形を施すことができる。
前記実施例は光電子放出を例にして説明されているが、
電子が入射したときは２次電子放出機能を持つ。１次電
子流が到来して当該陰極を衝撃するときには、１次電子
エネルギーによって伝導帯に電子が励起され、電子放射
がなされ、２次電子増倍の効果が得られる。
電子が入射したときは２次電子放出機能を持つ。１次電
子流が到来して当該陰極を衝撃するときには、１次電子
エネルギーによって伝導帯に電子が励起され、電子放射
がなされ、２次電子増倍の効果が得られる。
したがって、この陰極は光電子増倍管に利用できる。
また前記陰極基板は透明な金属膜としてガラス容器の内
面に形成することができるから、前記陰極基板側からの
光の入射に対しても光電子を放出できる光電陰極にする
ことができる。
面に形成することができるから、前記陰極基板側からの
光の入射に対しても光電子を放出できる光電陰極にする
ことができる。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば、従来仕事関数が
大きくて使用できなかったような半導体材料に処理を加
えることによって高効率かつ高分解能を示す光電陰極ま
たは二次電子放射陰極を提供することができる。
大きくて使用できなかったような半導体材料に処理を加
えることによって高効率かつ高分解能を示す光電陰極ま
たは二次電子放射陰極を提供することができる。
またこの陰極では半導体薄膜層として、単結晶を使用し
ないで、アモルファス薄膜層を使用するのでより大きい
面積の陰極の製造が容易となる。
ないで、アモルファス薄膜層を使用するのでより大きい
面積の陰極の製造が容易となる。
半導体層製造の前提として単結晶化、エピタキシャル成
長等は不要となる。
長等は不要となる。
前記半導体薄膜層は不純物ドーピングによって所要の伝
導形、伝導度を得ることができ、工業上生産性の高い精
密な材料であるといえる。
導形、伝導度を得ることができ、工業上生産性の高い精
密な材料であるといえる。
第１図は本発明による光電子または２次電子放出電極の
実施例を利用した光電管を示す略図である。 １・・・陰極基板 ２・・・半導体薄膜層（アモルファス半導体薄膜層）３
・・・絶縁性薄膜層 ４・・・アルカリ金属層 ５・・・電子引き出し電極 ６・・・陽極 ７・・・真空容器 Ｅ、、Ｅ’−、・・・電源 特許出願人 浜松ホトニクス株式会社 代理人 弁理士 井 ノ ロ 壽 第１図
実施例を利用した光電管を示す略図である。 １・・・陰極基板 ２・・・半導体薄膜層（アモルファス半導体薄膜層）３
・・・絶縁性薄膜層 ４・・・アルカリ金属層 ５・・・電子引き出し電極 ６・・・陽極 ７・・・真空容器 Ｅ、、Ｅ’−、・・・電源 特許出願人 浜松ホトニクス株式会社 代理人 弁理士 井 ノ ロ 壽 第１図
Claims (5)
- （１）導電基板と、前記導電基板上に形成されたアモル
ファス半導体薄膜層と、前記半導体薄膜層上に形成され
た絶縁物薄膜層と、前記絶縁物薄膜層上に吸着されるこ
とにより形成されたアルカリ金属層から構成した光電子
または２次電子放射用陰極。 - （２）前記アモルファス半導体薄膜層として、アモルフ
ァス状態の薄膜層または、目的とする分解能よりも小さ
い微細な結晶粒径を有する半導体薄膜層である特許請求
の範囲第１項記載の光電子または２次電子放射用陰極。 - （３）前記半導体Ｎ膜層はＳｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓまたは
ＩｎＳｂ薄膜層である特許請求の範囲第１項記載の光電
子または２次電子放射用陰極。 - （４）前記絶縁物Ｎ膜層は窒化シリコンまたは窒化ボロ
ンである特許請求の範囲第１項記載の光電子または２次
電子放射用陰極。 - （５）前記アルカリ金属層はセシウム層である特許請求
の範囲第１項記載の光電子または２次電子放射用陰極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59034007A JPS60180052A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 光電子または２次電子放射用陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59034007A JPS60180052A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 光電子または２次電子放射用陰極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60180052A true JPS60180052A (ja) | 1985-09-13 |
Family
ID=12402372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59034007A Pending JPS60180052A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 光電子または２次電子放射用陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60180052A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8481937B2 (en) | 2008-05-15 | 2013-07-09 | Stanley Electric Co., Ltd. | Photocathode apparatus using photoelectric effect of surface plasmon resonance photons |
| JP2015536012A (ja) * | 2012-08-03 | 2015-12-17 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | ホウ素層を有するシリコン基板を含むフォトカソード |
| US11313718B2 (en) | 2017-05-30 | 2022-04-26 | Carrier Corporation | Semiconductor film and phototube light detector |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5645543A (en) * | 1979-09-22 | 1981-04-25 | Shizuoka Daigaku | Semiconductor electron emitting element |
-
1984
- 1984-02-24 JP JP59034007A patent/JPS60180052A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5645543A (en) * | 1979-09-22 | 1981-04-25 | Shizuoka Daigaku | Semiconductor electron emitting element |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8481937B2 (en) | 2008-05-15 | 2013-07-09 | Stanley Electric Co., Ltd. | Photocathode apparatus using photoelectric effect of surface plasmon resonance photons |
| JP2015536012A (ja) * | 2012-08-03 | 2015-12-17 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | ホウ素層を有するシリコン基板を含むフォトカソード |
| JP2018049846A (ja) * | 2012-08-03 | 2018-03-29 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | ホウ素層を有するシリコン基板を含むフォトカソード |
| JP2019050213A (ja) * | 2012-08-03 | 2019-03-28 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | ホウ素層を有するシリコン基板を含むフォトカソード |
| US11313718B2 (en) | 2017-05-30 | 2022-04-26 | Carrier Corporation | Semiconductor film and phototube light detector |
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