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Verfahren zur Hersteihmg einer elektronenaussendenden E ! ektrode.
Es ist bekannt, bei der Herstellung einer Elektrode von starker Emissionsfähigkeit. z. B. einer photoelektrischen Elektrode, von einer meistens aus Silber bestehenden Metallschicht auszugeben und diese entweder an der Oberfläche oder durchgehend zu oxydieren. wonach die gebildete Metalloxydschicht der Einwirkung eines elektropositiven Metalles, z. B. eines Alkali-oder Erdalkalinietalles, ausgesetzt wird. Die Oxydation der Metallsehielht erfolgt gewöhnlich durch Erhitzung des Metalles in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre oder mittels einer elektrischen Entladung in einer solchen Atmosphäre. wobei die zu oxydierende Metallsehicht die Kathode bildet.
Es hat sich gezeigt, dass diesen Oxydationsverfahren verschiedene Nachteile anhaften. Es ist z. B. die Oxydation auf elektrischem Wege praktisch auf die Oxydation von Silberschichten besehrankt.
Bei Verwendung andrer Metalle, z. B. Kupfer und Nickel, werden häufig keine befriedigenden Resultate erhalten. Wenn man die Metallschicht ganz zu oxydieren wünscht und falls diese auf einem isolierenden, z. B. gläsernen, Rohr angebracht ist, so bereitet dieses Oxydationsverfahren Schwierigkeiten, da die Oxydation unregelmässig und nicht an sämtlichen Punkten der Metallschicht gleich tief erfolgt.
Hiedurch werden noch nicht oxydierte Teile der Schicht durch bereits ganz in Oxyd übergeführte Teile voneinander getrennt und vom Stromdurchlauf abgeschlossen, was die weitere Oxydation zwar nicht
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überzuführen wünscht, nicht auf einer isolierenden. sondern auf einer metallenen Unterlage befindet. so bringt die unregelmässige Oxydation der erstgenannten Metallschicht den Nachteil mit sich, dass entweder diese Schicht nicht ganz oxydiert oder auch die Unterlage an verschiedenen Punkten in Oxyd umgewandelt wird. Auf diesen Nachteil stösst man z. B.. wenn man eine dünne Silberschicht, die auf eine Kupfer-oder Nickelschicht aufgebracht ist. zu oxydieren wünscht. Das vorhandene Kupfer-bzw. Nickeloxyd neben dem Silberoxyd bereitet Schwierigkeiten bei der Einwirkung des elektropositiven Metalles auf das Silberoxyd.
Solche Nachteile treten auch auf. wenn die Metallschicht durch Erhitzen in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre oxydiert wird.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer hoch emittierenden, z. B. einer photoelektrischen Elektrode, bei der eine Metalloxydsehieht gebildet wird, die der Einwirkung eines elektropositiven Metalles, z. B. eines Alkali-oder Erdalkalinietalles, ausgesetzt wird. und sie bezweckt die Beseitigung der vorgenannten Nachteile.
Gemäss der Erfindung wird die Metalloxydschicht dadurch gebildet, dass das betreffende Metall ausser Berührung mit der Unterlage angeordnet wird, auf der die Oxydschicht gebildet werden muss,
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wird, bei der das in Frage kommende Metall als Kathode dient und die Stelle dieses Metalles sowie auch die Stromstärke derart gewählt werden, dass sich auf der erwähnten Unterlage eine Schicht des Oxydes des Metalles absetzt. Man hat festgestellt, dass sieh auf diese Weise die vorgenannten Nachteile beseitigen lassen. Die Erfindung ist namentlich für diejenigen photoelektrischen Elektroden wichtig, die für Licht durchlässig sein müssen und bei denen die Metalloxydschicht auf Glas oder andrem für Licht durchlässigen Material gebildet werden muss.
Die nach der Erfindung hergestellten Elektroden können nicht nur als photoelektrische Elektroden, sondern auch auf nichtphotoelektrisehem Wege. z. B. durch Zusammenstoss mit Elektronen oder Ionen (Sekundäremission), zur Emission gebracht werden.
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Die Erfindung wird an Hand der beiliegenden Zeichnung an zwei Beispielen näher erläutert.
In Fig. 1 ist eine photoelektrische Zelle mit einer aus Glas bestehenden Wand 1 dargestellt. Auf dem Füsschen 2 ist ein von einem Isolierröhrehen 3 umgebener, z. B. aus Molybdän bestehender Metall- stab 4 befestigt, an dessen Ende sieh ein Silberblöckchen 5 befindet. Das Füsschen trägt auch ein kurzes
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über dem Füsschen liegenden Wandteil ist ein Stromleiter 7 eingeschmolzen. der an der inneren Seite der Wand anliegt.
Nachdem die Zelle evakuiert worden ist, wird ein wenig Sauerstoff, z. B. unter einem Druck von O'l mm in die Zelle eingeführt, wonach zwischen dem Silberblöckchen 5 (als Kathode) und dem Stab 6 (als Anode) eine elektrische Entladung zustande gebracht wird. Die Stromstärke wird derart eingestellt. dass das Silberblöckchen 5 zerstäubt und sich auf der Wand der Zelle eine Silberoxydschicht 8 bildet.
In bestimmten Fällen sind z. B. mit Stromstärken von einigen lilliampere vorzügliehe Ergebnisse erzielt worden. Es zeigt sieh, dass die Silberoxydsehicht sehr regelmässig ist und dass die Dicke der Schicht dadurch geregelt werden kann, dass man die Entladung kürzere oder längere Zeit dauern lässt. Es hat sieh herausgestellt, dass die auf diese Weise hergestellte Oxydschicht eine sehr poröse Oberfläche hat. Die wirksame
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einem Glühdraht gebildet wird. Auch lässt das erfindungsgemässe Verfahren sich mit Oxyden ausführen. die nicht oder nur schwierig von einem Glühkörper verdampft werden können.
Nachdem die Silberoxydschicht 8 gebildet worden ist, wird der restliche Sauerstoff aus der Zelle entfernt und Cäsium oder ein anderes Alkalimetall in die Zelle eingeführt, das man auf bekannte Weise mit dem Silberoxyd reagieren lässt. Das Silberoxyd wird reduziert, wobei eine aus einem Gemisch von Silberteilchen, Cäsiumteilchen und Cäsiumoxydteilehen bestehende Schicht gebildet wird, auf der sich auch eine dünne Cäsiumschicht absetzt. Gegebenenfalls kann ein Überschuss an Cäsium aus der Zelle entfernt oder in der Zelle gebunden werden.
Der in die Wand eingesehmolzene Draht 7 bildet den Stromleiter der auf diese Weise hergestellten photoelektrischen Elektrode. Die Kathode ist so dünn ausgebildet, dass sie für Licht durchlässig ist, so dass die auf die Zelle auftreffenden Lichtstrahlen bis an die innere Seite der Kathode durchdringen können. Es ist dann auch nicht erforderlich, ein Fenster in der Kathode auszusparen. Falls man die Bildung einer leitenden Schicht auf dem Fiissehen zu vermeiden wünscht, so kann man es bei der Herstellung der Kathode auf bekannte Weise mittels eines Schirmes abschirmen.
Die photoelektrisehe Elektrode der Zelle nach Fig. 2 wird auf der halbzylindrischen Platte 9 gebildet. Diese besteht aus Kupfer und ist auf dem Füsschen 2 befestigt. Auf diesem Füsschen ist auch die Elektrode 10 befestigt, die aus einem versilberten Molybdänstäbchen besteht. Nach Evakuierung der Zelle wird Sauerstoff eingeführt und zwischen der Platte 9 als Anode und dem Stab 10 als Kathode eine Entladung herbeigeführt, u. zw. mit einer solchen Stromstärke, dass die hohle Seite der Platte 9 mit einer Silberoxydschicht überzogen wird.
die nachher auf die beschriebene Weise der Einwirkung des
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Die Platte 9, die bei der Bildung der Silberoxydsehicht eine positive Spannung in bezug auf die Elektrode 10 erhält, hat bei normaler Verwendung der Zelle gerade umgekehrt ein negatives Potential in bezug auf die Elektrode.
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