CN101859672A - 光电阴极、电子管以及光电倍增管 - Google Patents

光电阴极、电子管以及光电倍增管 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光电阴极、电子管以及光电倍增管。在光电阴极(1A，1B)中，由含有La2O3的结晶性材料形成的基底层(200)被设置于支撑基板(100A，100B)与光电子放出层(300)之间并接触于光电子放出层(300)。由此，在例如光电阴极(1A，1B)的制造工序中的热处理时，可以抑制包含于光电子放出层(300)的碱金属向支撑基板(100A，100B)侧的扩散。此外，推测该基底层(200)的功能为使在光电子放出层(300)产生的光电子e-中朝向支撑基板(100A，100B)侧的光电子的行进方向反转为其相反侧。

Description

光电阴极、电子管以及光电倍增管
技术领域
本发明涉及对应于光的入射而放出光电子的光电阴极(Photocathode)、具备这样的光电阴极的电子管以及光电倍增管。
背景技术
正如例如美国专利第3254253号说明书或者日本专利特公平5-52444号公报中所述，光电阴极是一种放出对应于入射光而产生的电子(光电子)的装置。这样的光电阴极被优选用于光电倍增管等电子管。此外，由于被应用的支撑基板材料的不同，光电阴极具有透过型和反射型两种类型。
在透过型光电阴极中，光电子放出层被形成于由透过入射光的材料形成的支撑基板上，光电倍增管等的透明容器的一部分作为该支撑基板而起作用。在这样的情况下，若透过了支撑基板的入射光到达光电子放出层，则对应于到达的该入射光而在该光电子放出层内产生光电子。从该光电子放出层进行观察，光电子取出用的电场被形成于支撑基板的相反侧，从而使在该光电子放出层内产生的光电子朝向与该入射光的行进方向一致的方向放出。
另一方面，在反射型光电阴极中，光电子放出层被形成于由阻断入射光的材料形成的支撑基板上，该支撑基板被配置于光电倍增管的透明容器的内部。在这种情况下，支撑基板作为支撑光电子放出层的补强材料而起作用，入射光避开该支撑基板而直接到达光电子放出层。在光电子放出层内，对应于到达的该入射光而产生光电子。从该光电子放出层进行观察，光电子取出用的电场被形成于支撑基板的相反侧，因此从支撑基板进行观察时，在该光电子放出层内产生的光电子，在该入射光行进而来的一侧放出。
发明内容
本发明人经过研究探讨上述现有的技术，发现如以下所述的课题。即，对作为光电转换装置的光电阴极所要求的分光灵敏度，越高越好。为了提高该分光灵敏度，有必要提高该光电阴极的有效量子效率，该光电阴极的有效量子效率表示所放出的光电子数量相对于入射光子的数量的比例。例如，在美国专利第3254253号说明书或者日本专利特公平5-52444号公报中，研究探讨了在支撑基板与光电子放出层之间具备抗反射膜或者中间层的光电阴极。但是，近年来不断期望更进一步提高量子效率。
本发明正是鉴于上述课题而悉心研究的结果，目的在于提供一种可以提高有效量子效率的光电阴极、具备这样的光电阴极的电子管以及光电倍增管。
为了达到上述目的，本发明所涉及的光电阴极的特征为：是一种对应于光的入射而放出光电子的光电阴极，具备支撑基板、被设置于支撑基板上的基底层、被设置于基底层上且由含有碱金属的材料形成的光电子放出层；基底层由含有氧化镧的结晶性材料形成，并与光电子放出层相接触。
在该光电阴极中，由含有氧化镧(La2O3)的结晶性材料形成的基底层是被设置于支撑基板与光电子放出层之间并接触于光电子放出层。由此，在例如光电阴极的制造工序中的热处理时，可以抑制包含于光电子放出层的碱金属向支撑基板侧扩散。为此，可以有效地抑制光电子放出层中的量子效率的降低。此外，推测该基底层的功能为使在光电子放出层产生的光电子中朝向支撑基板侧的光电子的行进方向反转为其相反侧。为此，可以认为飞跃性地提高了光电阴极整体的量子效率。根据以上所述，利用该光电阴极，则可以提高有效量子效率。此外，所谓有效量子效率并不仅仅是针对于光电子放出层，而是指包含支撑基板等的光电阴极整体的量子效率。总之，在有效量子效率中，也反映了支撑基板透过率等要素。
此外，如果光电子放出层的厚度相对于基底层的厚度之比为0.06～400，则可以更进一步提高有效量子效率。
此外，若光电子放出层由含有碱金属和锑(Sb)的化合物的材料形成，此外，由含有铯(Cs)、钾(K)以及钠(Na)中的至少一种作为碱金属的材料形成，也可以获得高量子效率。
此外，若基底层由含有氧化镧和氧化铍(BeO)的混晶的材料、含有氧化镧和氧化镁(MgO)的混晶的材料、以及含有氧化镧和氧化锰(MnO)的混晶的材料中的任意一种材料形成，也可以获得高量子效率。基底层也可以由含有氧化镧和稀土类元素的混晶的材料、含有氧化镧和碱土类元素的混晶的材料、以及含有氧化镧和钛族元素的混晶的材料中的任意一种材料形成。
此外，若在支撑基板与基底层之间设置由含有氧化铪(HfO2)以及氧化钇(Y2O3)中的至少一种的材料形成的抗反射膜，则可以更加高效率地使光入射到光电子放出层。
此外，可以是所谓的透过型的光电阴极，即支撑基板由透过光的材料形成，光电子放出层使光从支撑基板侧入射，并向支撑基板的相反侧放出光电子；或者也可以是所谓的反射型的光电阴极，即支撑基板由阻断光的材料形成，光电子放出层使光从支撑基板的相反侧入射并向支撑基板的相反侧放出光电子。
此外，本发明所涉及的电子管的特征在于：具备上述光电阴极、收集从光电阴极放出的光电子的阳极、容纳光电阴极以及阳极的容器。
此外，本发明所涉及的光电倍增管的特征在于：具备上述光电阴极、用于对从光电阴极放出的光电子进行级联倍增的电子倍增部、收集从电子倍增部放出的二次电子的阳极、容纳光电阴极和电子倍增部以及阳极的容器。
由于这些电子管或者光电倍增管具备了上述光电阴极，因此可以提高有效量子效率。
附图说明
图1是本发明所涉及的光电阴极的实施方式的截面图。
图2是应用了图1(a)的透过型光电阴极的光电倍增管的截面构造的示意图。
图3是应用了图1(b)的反射型光电阴极的光电倍增管的截面构造的示意图。
图4是用于说明被应用于作为本发明所涉及的光电阴极的实施例而准备的试样的基底层的构造的种类以及光电子放出层的构造的种类的图表。
图5是表示作为本发明所涉及的光电阴极实施例而准备的试样的分光灵敏度特性、以及作为比较例而准备的试样的分光灵敏度特性的图表。
图6是表示氧化镧的X射线衍射结果以及镧玻璃的X射线衍射结果的图表。
图7是用于说明被应用于作为本发明所涉及的光电阴极的另一实施例而准备的试样的基底层的构造的种类的图表。
图8是表示作为本发明所涉及的光电阴极的另一实施例而准备的试样的分光灵敏度特性、以及作为另一比较例而准备的试样的分光灵敏度特性的图表。
图9是表示作为本发明所涉及的光电阴极的另一实施例而准备的试样的分光灵敏度特性的图表。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的优选实施方式。此外，在以下的说明中，将相同符号标注于相同或者相当的部分，省略重复的说明。
图1(a)是本发明所涉及的光电阴极的一个实施方式的透过型光电阴极的截面图。如图1(a)所示，透过型光电阴极1A具备透过规定波长的入射光hv的支撑基板100A、被设置于该支撑基板100A上的基底层200、被设置于该基底层200上的光电子放出层300。支撑基板100A具有作为该透过型光电阴极1A的光入射面而起作用的第1主面101a、与该第1主面101a相对的第2主面102a。光电子放出层300具有与支撑基板100A的第2主面102a相对的第1主面301a、与该第1主面301a相对且作为该透过型光电阴极1A的光电子出射面而起作用的第2主面302a。基底层200在直接接触于支撑基板100A的第2主面102a和光电子放出层300的第1主面301a的状态下，被配置于支撑基板100A和光电子放出层300之间。
在该透过型光电阴极1A中，入射光hv从支撑基板100A侧被入射，对应于该入射光hv，从光电子放出层300侧放出光电子e-。总之，光电子放出层300使光hv从支撑基板100A侧入射，并向支撑基板100A的相反侧将光电子e-放出。优选支撑基板100A由透过波长300nm～1000nm的光的材料形成。作为这样的支撑基板材料，适宜选用例如石英玻璃和硼硅酸玻璃等玻璃材料。
另一方面，图1(b)是本发明所涉及的光电阴极的另一个实施方式的反射型光电阴极的截面图。如图1(b)所示，反射型光电阴极1B具备阻断规定波长的入射光hv的支撑基板100B、被设置于该支撑基板100B上的基底层200、被设置于该基底层200上的光电子放出层300。支撑基板100B具有第1主面101b、与该第1主面101b相对的第2主面102b。光电子放出层300具有与支撑基板100B的第2主面102b相对的第1主面301b、与该第1主面301b相对且作为该反射型光电阴极1B的光入射面以及光电子出射面双方而起作用的第2主面302b。基底层200在直接接触于支撑基板100B的第2主面102b和光电子放出层300的第1主面301b的状态下，被配置于支撑基板100B和光电子放出层300之间。
在该反射型光电阴极1B中，在入射光hv从光电子放出层300朝向支撑基板100B行进而到达之后，对应于该入射光hv，在从支撑基板100B朝向光电子放出层300的方向上放出光电子e-。总之，光电子放出层300使光hv从支撑基板100B的相反侧入射并向支撑基板100B的相反侧放出光电子e-。优选支撑基板100B由阻断光的材料形成。由于作为支撑基板100B支撑光电子放出层300的补强部材而起作用，因此作为这样的支撑基板材料，适宜选用例如镍等金属材料。
在如上所述的透过型光电阴极1A以及反射型光电阴极1B的任意一个当中，基底层200以及光电子放出层300都可以具有与如以下所述相同的构造。
即，基底层200由含有La2O3的结晶性的材料形成。具体而言，基底层200可以利用由La2O3形成的单层构造、作为主材料而含有La2O3的层(La2O3类基底)以及含有La2O3单层的多层构造等各种构造而形成。例如，基底层200也可以由含有La2O3和BeO的混晶(LaxBeyOz)的材料、含有La2O3和MgO的混晶(LaxMgyOz)的材料以及含有La2O3和MnO的混晶(LaxMnyOz)的材料中的任意一种材料形成。具有这样的构造的基底层200是通过将La以及Be、La以及Mg、La以及Mn中的任意一组元素同时或者依次被蒸镀于基板上之后再被氧化而形成的。在此，基底层200必须由含有La2O3的结晶性材料形成且与光电子放出层300相接触。
此外，优选光电子放出层300由含有碱金属和Sb的化合物的材料形成。此外，优选碱金属含有Cs、K以及Na中的至少一种。这样的光电子放出层300作为该光电阴极1A，1B的活性层而起作用。
如上所述，在光电阴极1A，1B中，由含有La2O3的结晶性材料所构的基底层200被设置于支撑基板100A，100B与光电子放出层300之间且接触于光电子放出层300。由此，在例如光电阴极1A，1B的制造工序中的热处理时，就可以抑制包含于光电子放出层300的碱金属向支撑基板100A，100B侧扩散。为此，可以有效地抑制光电子放出层300中的量子效率的降低。此外，推测该基底层200的功能为使在光电子放出层300产生的光电子e-中朝向支撑基板100A，100B侧的光电子的行进方向反转为其相反侧。为此，可以认为飞跃性地提高了光电阴极1A，1B整体的量子效率。因此，利用光电阴极1A，1B，可以提高有效量子效率。
接着，说明应用了被构成为如以上所述的光电阴极1A，1B的光电倍增管。在此，在以下的说明中，在透过型光电阴极1A以及反射型光电阴极1B的任意一个中未加限定而仅指支撑基板的情况下，作为参照符号而记作为“100”。
图2是应用了图1(a)的透过型光电阴极的光电倍增管的截面构造的示意图。如图2所示，透过型光电倍增管(电子管)10A具备：具有透过入射光hv的入射面板的透明容器32。该透明容器32的入射面板作为该透过型光电阴极1A的支撑基板100A而起作用。在透明容器32内，经由基底层200而配置光电子放出层300，且设置有将被放出的光电子e-向倍增部40引导的集束电极36、对二次电子进行倍增的倍增部40以及收集被倍增的二次电子的阳极38。这样，透明容器32容纳该透过型光电阴极1A的至少一部分以及阳极38。
被设置于集束电极36与阳极38之间的倍增部40为用于对从光电阴极1A放出的光电子e-进行级联倍增的电子倍增部，由多级倍增电极(电极)42构成。各个倍增电极42与被设置为贯穿容器32的阀杆销钉(Stem Pin)44电连接。
另一方面，图3是应用了图1(b)的反射型光电阴极的光电倍增管的截面构造的示意图。如图3所示，反射型光电倍增管(电子管)10B具备：具有透过入射光hv的入射面板的透明容器32，而包含支撑基板100B的该反射型光电阴极1B整体被配置于透明容器32内。此外，在透明容器32内，设置有对从反射型光电阴极1B放出的光电子e-进行倍增的倍增部40、收集由倍增部40进行了倍增的二次电子的阳极38。这样，透明容器32容纳该反射型光电阴极1B整体以及阳极38。
被设置于反射型光电阴极1B与阳极38之间的倍增部40为用于对从光电阴极1B放出的光电子e-进行级联倍增的电子倍增部，由多级倍增电极(电极)42构成。与图2所示的透过型光电倍增管10A相同，各个倍增电极42与被设置为贯穿容器32的阀杆销钉电连接。
接着，说明作为本发明所涉及的光电阴极的实施例而准备的试样。在此，被准备的试样为透过型光电阴极，然而有关反射型光电阴极的特性，由于可以容易地推测出可以期待得到与透过型光电阴极的情况相同的特性，因此在此省略叙述。
图4(a)为用于说明被应用于作为实施例而准备的试样的基底层的构造的种类的图表。此外，图4(b)为用于说明被应用于作为实施例而准备的试样的光电子放出层的构造的种类的图表。总之，作为实施例而准备的试样为组合6种基底层200与4种光电子放出层300而获得的24种试样。
如图4(a)所示，基底层200的构造No.1是具有结晶结构的La2O3单层。基底层200的构造No.2是具有结晶结构的La2O3单层和BeO单层的2层构造(La2O3/BeO)(在此La2O3单层接触于光电子放出层300)，在该La2O3单层与BeO单层的界面上形成有合金(La2O3-BeO)。此外，在该构造No.2的制造过程中，既可以同时蒸镀La2O3以及BeO，也可以依次蒸镀。
基底层200的构造No.3是具有结晶结构的La2O3单层和MgO单层的2层构造(La2O3/MgO)(在此La2O3单层接触于光电子放出层300)，在该La2O3单层与MgO单层的界面上形成有合金(La2O3-MgO)。此外，在该构造No.3的制造过程中，既可以同时蒸镀La2O3以及MgO，也可以依次蒸镀。基底层200的构造No.4是具有结晶结构的La2O3单层和MnO单层的2层构造(La2O3/MnO)(在此La2O3单层接触于光电子放出层300)，在该La2O3单层与MnO单层的界面上形成有合金(La2O3-MnO)。此外，在该构造No.4的制造过程中，既可以同时蒸镀La2O3以及MnO，也可以依次蒸镀。
基底层200的构造No.5为由具有结晶结构的La合金的氧化物形成的单层。基底层200的构造No.6是在支撑基板100上设置有HfO2、Y2O3等的薄膜且在该薄膜上设置有La2O3类基底(可以是上述构造No.1～No.4中的任意一种)的构造。该薄膜可以作为对入射光hv的抗反射膜(anti-reflection(AR)涂层)而起作用。此外，在30
Figure GSA00000083371900081
～2000
Figure GSA00000083371900082
的范围内选择HfO2、Y2O3等的膜厚。
这样，如果在支撑基板100与基底层200之间设置有由含有HfO2以及Y2O3中的至少1种材料形成的抗反射膜，则可以更加有效地使光hv入射到光电子放出层300。此外，为了将由含有La2O3的结晶性材料形成的基底层200作为抗反射膜而起作用，优选基底层200的膜厚在350～450
Figure GSA00000083371900084
的范围内。
此外，如图4(b)所示，光电子放出层300的构造No.1是K-CsSb(K2CsSb)单层。光电子放出层300的构造No.2是Na-KSb(Na2KSb)单层。光电子放出层300的构造No.3是Cs-Na-KSb(Cs(Na2K)Sb)单层。光电子放出层300的构造No.4是Cs-Te(Cs2Te)单层。
上述MnOx以及MgO等作为透过波长300nm～1000nm的光的材料而被熟知。此外，作为薄膜材料的HfO2对于波长300nm～1000nm的光显示出较高的透过率。
针对组合了以上的基底层200的构造No.1～No.5和光电子放出层300的构造No.1～N.4的各个试样测定了分光灵敏度特性，其结果，可以确认获得了优异的分光灵敏度特性。
图5是表示作为本发明所涉及的光电阴极的实施例而准备的试样的分光灵敏度特性、以及作为比较例而准备的试样的分光灵敏度特性的图表。在作为实施例而准备的试样中，基底层是上述构造No.1，光电子放出层是上述构造No.1。另一方面，在作为比较例而准备的试样中，虽然光电子放出层是上述构造No.1，然而基底层由MnOx形成。此外，两个试样是作为透过型光电阴极而准备的试样，其中支撑基板是由硼硅酸玻璃形成的。
在作为实施例而准备的试样中，基底层200的厚度为200
Figure GSA00000083371900091
，光电子放出层300的厚度为160
Figure GSA00000083371900092
，光电子放出层300的厚度相对于基底层200的厚度之比为0.8。此外，在作为比较例而准备的试样中，基底层的厚度为30
Figure GSA00000083371900093
，光电子放出层的厚度为160
Figure GSA00000083371900094
，光电子放出层的厚度相对于基底层的厚度之比为5.3。此外，优选基底层的厚度为5～800
Figure GSA00000083371900095
优选光电子放出层的厚度为50～2000
Figure GSA00000083371900096
由图5可知，作为实施例而准备的试样与作为比较例而准备的试样相比，在大部分的所使用波长区域中，量子效率都有所提高。特别是在波长360nm处的量子效率，相对于在作为比较例而准备的试样中为26.9％的情况，在作为实施例而准备的试样中为37.9％，由此确认了灵敏度约提高了4成。
为了使有效量子效率这样飞跃性地提高，优选在光电阴极1A，1B中光电子放出层300的厚度相对于基底层200的厚度之比为0.06～400。此时，优选基底层200的厚度被设定在5
Figure GSA00000083371900097
～800的范围内，优选光电子放出层300的厚度被设定在50
Figure GSA00000083371900099
～2000
Figure GSA000000833719000910
的范围内。
如上所述，作为实施例而准备的试样与作为比较例而准备的试样相比，其分光灵敏度显著提高，可以认为其原因是由于含有La2O3的结晶性材料所形成的基底层200作为屏障(barrier)层而起作用。即可以认为，在该光电阴极制造工序中的热处理时，包含于光电子放出层300的碱金属(例如K以及Cs等)由于扩散而移动至与该光电子放出层300相邻的层。可以推测，在这种情况下，有效量子效率的降低是由上述结果所导致的。另一方面，可以认为，若由含有La2O3的结晶性材料形成的基底层200作为相邻层而在与光电子放出层300接触的状态下被设置，则在制造工序中的热处理时，包含于光电子放出层300的碱金属(例如K以及Ce等)的扩散被有效地抑制。可以推测，在具备由含有La2O3的结晶性材料形成的基底层200的光电阴极中可以实现较高的有效量子效率的原因在于上述结果。此外可以推测，该基底层200的作用为使在光电子放出层300内产生的光电子中朝向支撑基板100侧的光电子的行进方向反转为该光电子放出层300侧。为此，可以认为飞跃性地提高了该光电阴极整体的量子效率。
在包含于光电子放出层300中的碱金属的种类为多种的情况下，必须经过数次进行碱金属蒸汽的传送。为此，对于抑制热处理导致的量子效率的降低非常有效。
接着，说明具备由含有La2O3的结晶性材料形成的基底层200(直接接触于光电子放出层300)的光电阴极1A，1B优于具备由镧玻璃形成的基底层(直接接触于光电子放出层)的光电阴极的情况。
图6是表示氧化镧(La2O3)的X射线衍射结果以及镧玻璃的X射线衍射结果的图表。如图6所示，在镧玻璃中不存在显示结晶性的峰值，这说明镧玻璃为非晶质材料。另一方面，在La2O3中存在Lanth(110)的峰值，这说明La2O3为在(110)面上结晶的材料。即使在La2O3中混合有其他元素，理论上也存在该Lanth(110)峰值。在此，所使用的X射线衍射装置的制造商为日本理学株式会社(RigakuCorporation)，装置为薄膜用X射线衍射装置(SmartLab)，使用条件为管电压：45kV，管电流：200mA，In-Plane测定。
如上所述，由镧玻璃形成的基底层为非晶质，这一点不同于由含有La2O3的结晶性材料形成的基底层200。由此，与具备由镧玻璃形成的基底层(直接接触于光电子放出层300)的光电阴极相比，具备由含有La2O3的结晶性材料形成的基底层200(直接接触于光电子放出层300)的光电阴极1A，1B具有如下优点。
即，相对于镧玻璃的折射率不足1.8这一点，由于La2O3的折射率为1.95，因此由La2O3形成的基底层200适合作为抗反射膜。此外，相对于镧玻璃含有的氧化钡(Ba2O3)、碱土类金属的氧化物等杂质的含量较高这一点，由于La2O3可以将杂质的含量抑制为较低，因此可以防止对直接接触的光电子放出面产生不良影响。此外，相对于镧玻璃引起碱金属从直接接触的光电子放出面移动这一点，由于La2O3抑制了碱金属从直接接触的光电子放出面的移动，因此可以防止灵敏度的下降。此外，相对于镧玻璃难以制成几毫米以下厚度的较薄的膜这一点，由于La2O3可以以
Figure GSA00000083371900111
级而制成极薄的薄膜，因此可以抑制紫外区域等的光的吸收。
图7是用于说明被应用于作为另一实施例而被准备的试样的基底层构造的种类的表。总之，作为另一实施例而被准备的试样是通过组合图7所示的4种基底层200与由图4(b)所示的4种光电子放出层300而获得的16种构造。
如图7所示，基底层200的构造No.11是具有结晶结构的La2O3单层和镧玻璃单层的2层构造(在此，La2O3单层接触于光电子放出层300)。即，基底层200的构造No.11是在支撑基板100上设置镧玻璃单层，且在该镧玻璃上形成La2O3单层的构造。此外，在该构造No.11的制造过程中，在将镧玻璃固定于透明容器32的内面的状态下，将La2O3溅射蒸镀到该镧玻璃上。
基底层200的构造No.12是含有La2O3和BeO的混晶的层。在该构造No.12中，La2O3与BeO一起接触于光电子放出层300。在此，在构造No.12的制造过程中，La以及Be被同时或依次蒸镀到支撑基板100上，之后再被氧化。基底层200的构造No.13是含有La2O3和Y2O3的混晶的层。在该构造No.13中，La2O3与Y2O3一起接触于光电子放出层300。在此，在构造No.13的制造过程中，La以及Y被同时或依次蒸镀到支撑基板100上，之后再被氧化。基底层200的构造No.14是含有La2O3和HfO2的混晶的层。在该构造No.14中，La2O3与HfO2一起接触于光电子放出层300。在此，在构造No.14的制造过程中，La以及Hf被同时或依次蒸镀到支撑基板100，之后再被氧化。
对于组合了以上基底层200的构造No.11～No.14和光电子放出层300的构造No.1～No.4的各个试样，测定了分光灵敏度特性，结果显示获得了优异的分光灵敏度特性。
图8是表示作为本发明所涉及的光电阴极的另一实施例而准备的试样的分光灵敏度特性、以及作为另一比较例(以下称第2比较例)而准备的试样的分光灵敏度特性的图表。在此，作为另一实施例，准备了相当于第2实施例～第5实施例的4种试样。
在作为第2实施例而准备的试样中，基底层为上述构造No.11。在作为第3实施例而准备的试样中，基底层为上述构造No.12。在作为第4实施例而准备的试样中，基底层为上述构造No.13。在作为第5实施例而准备的试样中，基底层为上述构造No.14。此外，作为第2实施例～第5实施例而准备的各个试样中，光电子放出层为上述构造No.1。此外，在作为第2比较例而准备的试样中，虽然光电子放出层为上述构造No.1，然而基底层由镧玻璃单层形成。此外，这些第2实施例～第5实施例的各个试样以及第2比较例的试样是作为支撑基板由硼硅酸玻璃形成的透过型光电阴极而准备的试样。
在作为第2实施例而准备的试样中，基底层200的厚度为1mm+300
Figure GSA00000083371900121
(镧玻璃1mm+具有结晶结构的La2O3300)，光电子放出层300的厚度为200
Figure GSA00000083371900123
。此外，在作为第3实施例～第5实施例而准备的各个试样中，基底层200的厚度为250，光电子放出层300的厚度为200。此外，在作为第2比较例而准备的试样中，基底层的厚度为1mm，光电子放出层的厚度为200
Figure GSA00000083371900126
由图8可知，与作为第2比较例而准备的试样相比，作为第2实施例而准备的试样在大部分使用波长区域中量子效率有所提高。特别是在波长360nm处的量子效率，相对于作为第2比较例而准备的试样为25.4％的情况，作为第2实施例而准备的试样为30.1％，由此可以确认灵敏度大约增加了2成。这样，可以确认，与具备由镧玻璃单层形成的基底层(镧玻璃单层接触于光电子放出层)的光电阴极相比，具备由具有结晶结构的La2O3单层和镧玻璃单层这2层形成的基底层200(La2O3单层接触于光电子放出层300)的光电阴极1A，1B性能优异。
此外，由图9可知，在作为第3实施例～第5实施例而准备的试样中也获得了优异的量子效率。特别是在波长360nm处的量子效率，作为第3比较例而准备的试样为38.7％，作为第4实施例而准备的试样为41.0％，作为第5比较例而准备的试样则为31.1％。如以上所述，可以确认，与具备由镧玻璃单层形成的基底层(镧玻璃单层接触于光电子放出层)的光电阴极相比，具备由含有La2O3和BeO的混晶、La2O3和Y2O3的混晶、或者La2O3和HfO2的混晶的层形成的基底层200(均为La2O3接触于光电子放出层300)的光电阴极1A，1B性能优异。
利用本发明，可以提高有效量子效率。

Claims (15)

1.一种光电阴极，其特征在于，
对应于光的入射而放出光电子，
具备：
支撑基板；
被设置于所述支撑基板上的基底层；以及
被设置于所述基底层上且由含有碱金属的材料形成的光电子放出层，
所述基底层由含有氧化镧的结晶性材料形成且与所述光电子放出层相接触。
2.如权利要求1所述的光电阴极，其特征在于，
所述光电子放出层的厚度相对于所述基底层的厚度之比为0.06～400。
3.如权利要求1所述的光电阴极，其特征在于，
所述光电子放出层由含有所述碱金属和锑的化合物的材料形成。
4.如权利要求1所述的光电阴极，其特征在于：
所述光电子放出层由含有铯、钾以及钠中的至少一种作为所述碱金属的材料形成。
5.如权利要求1所述的光电阴极，其特征在于，
所述基底层由含有所述氧化镧和氧化铍的混晶的材料形成。
6.如权利要求1所述的光电阴极，其特征在于，
所述基底层由含有所述氧化镧和氧化镁的混晶的材料形成。
7.如权利要求1所述的光电阴极，其特征在于，
所述基底层由含有所述氧化镧和氧化锰的混晶的材料形成。
8.如权利要求1所述的光电阴极，其特征在于：
所述基底层由含有所述氧化镧和稀土类元素的混晶的材料形成。
9.如权利要求1所述的光电阴极，其特征在于：
所述基底层由含有所述氧化镧和碱土类元素的混晶的材料形成。
10.如权利要求1所述的光电阴极，其特征在于：
所述基底层由含有所述氧化镧和钛族元素的混晶的材料形成。
11.如权利要求1所述的光电阴极，其特征在于，
在所述支撑基板与所述基底层之间设置有由含有氧化铪以及氧化钇中的至少一种的材料形成的抗反射膜。
12.如权利要求1所述的光电阴极，其特征在于，
所述支撑基板由透过所述光的材料形成，
所述光电子放出层使所述光从所述支撑基板侧入射，将所述光电子向所述支撑基板的相反侧放出。
13.如权利要求1所述的光电阴极，其特征在于，
所述支撑基板由阻断所述光的材料形成，
所述光电子放出层使所述光从所述支撑基板的相反侧入射，将所述光电子向所述支撑基板的相反侧放出。
14.一种电子管，其特征在于，
具备：
权利要求1所述的光电阴极；
收集从所述光电阴极放出的光电子的阳极；以及
容纳所述光电阴极以及所述阳极的容器。
15.一种光电倍增管，其特征在于，
具备：
权利要求1所述的光电阴极；
用于将从所述光电阴极放出的光电子级联倍增的电子倍增部；
收集从所述电子倍增部放出的二次电子的阳极；以及
容纳所述光电阴极、所述电子倍增部以及所述阳极的容器。
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