CN102067264A - 光电阴极 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够使各种特性提高的光电阴极。在光电阴极(10)中，在基板(12)上依次形成中间层(14)、基底层(16)以及光电子射出层(18)。光电子射出层(18)含有Sb和Bi，具备根据光的入射而向外部射出光电子的功能，光电子射出层(18)中含有相对于Sb以及Bi为32mol％以下的Bi。由此，能够使低温时的线性度飞跃性地提高。

Description

光电阴极

技术领域

本发明涉及根据光的入射而射出光电子的光电阴极。

背景技术

作为以往的光电阴极已知有通过如下方式构成的光电阴极：在容器的内表面蒸镀Sb，在该蒸镀层上蒸镀Bi，再从其上面开始蒸镀Sb，从而形成Sb层和Bi层，并使Cs的蒸气发生反应，从而构成光电阴极(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开昭52-105766号公报

发明内容

光电阴极相对于入射光的灵敏度高是较理想的。为了使光电阴极的灵敏度提高，有必要提高实效的量子效率，该实效的量子效率表示射出至光电阴极外部的光电子的数量相对于入射至光电阴极的光子的数量的比例。另外，在检测微弱的光的情况下，特别要求灵敏度并且要求减少暗电流。另一方面，在半导体检查装置那样的要求动态范围广的测量的领域中，也要求线性度。专利文献1中，公开了使用Sb和Bi的光电阴极。但是，对于光电阴极，希望进一步提高量子效率，同时，也希望减少暗电流、或线性度的提高等各种特性的提高。另外，在特别要求高线性度的极低温测量的情况下，以往，在入射面板和光电阴极之间形成金属薄膜和网状电极来提高光电阴极的导电性，但是会导致透过率降低或光电面面积减少，使实效的量子效率下降。

本发明的目的在于提供一种能够使各种特性提高的光电阴极。

本发明所涉及的光电阴极具备光电子射出层，该光电子射出层含有Sb和Bi，其根据光的入射而向外部射出光电子，在光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为32mol％以下的Bi。

该光电阴极能够使低温时的线性度飞跃性地提高。

另外，在本发明所涉及的光电阴极中，优选为光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为29mol％以下的Bi。由此，能够确保与多碱光电阴极(Multi-alkali Photo-cathode)同等的灵敏度，能够确保半导体检查装置那样的要求动态范围广的测量的领域中所要求的量子效率。

另外，本发明所涉及的光电阴极中，优选为光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为16.7mol％以下的Bi。由此，与在氧化锰基底层上设置有Sb层的现有制品相比，能够得到更高的灵敏度，特别地，能够提高在波长500～600nm下的灵敏度，即，绿色灵敏度～红色灵敏度。

另外，本发明所涉及的光电阴极中，优选为光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为6.9mol％以下的Bi。由此，能够得到量子效率35％以上的高灵敏度。

另外，本发明所涉及的光电阴极中，优选为光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为0.4mol％以上的Bi。由此，能够切实地减少暗电流。

另外，本发明所涉及的光电阴极中，优选为光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为8.8mol％以上的Bi。由此，能够稳定地得到与多碱光电阴极的线性度的上限值同等的线性度。

另外，本发明所涉及的光电阴极中，优选为-100℃下的线性度比25℃下的线性度的0.1倍更高。另外，优选为波长320～440nm中的峰值处显示出20％以上的量子效率，优选为波长300～430nm中的峰值处显示出35％以上的量子效率。

另外，本发明所涉及的光电阴极中，优选为在光电子射出层的光的入射侧还具备由HfO₂形成的中间层。

另外，本发明所涉及的光电阴极中，优选为在光电子射出层的光的入射侧还具备由MgO形成的基底层。

另外，本发明所涉及的光电阴极中，光电子射出层优选为通过在SbBi的合金薄膜上使钾金属蒸气和铯金属蒸气(铷金属蒸气)反应而形成。

根据本发明，能够提高各种特性。

附图说明

图1为表示将本实施方式所涉及的光电阴极作为透过型而适用的光电倍增管的截面结构的图。

图2为表示将本实施方式所涉及的光电阴极的结构的一部分放大表示的截面图。

图3为用于说明通过使Sb中含有Bi而能够减少暗电流的思想的概念图。

图4为表示实施例和比较例的分光灵敏度特性的图表。

图5为表示实施例和比较例的分光灵敏度特性的图表。

图6为表示实施例和比较例的分光灵敏度特性的图表。

图7为表示实施例和比较例的分光灵敏度特性的图表。

图8为表示黑暗状态中从光电子射出层射出的光电子各强度的计数数目的图。

图9为表示描绘实施例和比较例的暗计数(dark count)的值的图表。

图10为表示描绘实施例和比较例的暗计数的值的图表。

图11为表示实施例的线性度的图表。

图12为表示实施例的线性度的图表。

图13为将图11和图12中所示的变化率为-5％时的阴极电流关于各含有率描绘的图表。

图14为变化率为-5％时的阴极电流关于各含有率以各温度描绘的图表。

符号说明

10…光电阴极、12…基板、14…中间层、16…基底层、18…光电子射出层。

具体实施方式

以下，参照附图关于本实施方式所涉及的光电阴极进行详细说明。

图1为表示将本实施方式所涉及的光电阴极(光电面)作为透过型而应用的光电倍增管的截面结构的图。光电倍增管30具备：将入射光透过的入射窗34和将筒状的侧管的一个开口端用入射窗34密封而成的容器32。容器32内设置有：射出光电子的光电阴极10、将射出的光电子导向倍增部40的聚焦电极36、倍增电子的倍增部40、以及收集经倍增的电子的阳极38。此外，光电倍增管30以光电阴极10的基板12作为入射窗34而起作用的方式而被构成。

聚焦电极36和阳极38之间设置的倍增部40，由多个倍增极42构成。聚焦电极36、倍增极42、光电阴极10、以及阳极38与管座引线(stem pin)44电连接，该管座引线44被设置为贯通设置在光电阴极10相反侧的容器32的端部的管座板57。

图2为表示本实施方式所涉及的光电阴极的结构的一部分放大的截面图。该光电阴极10中，如图2所示，基板12上依次形成中间层14、基底层16、以及光电子射出层18。光电阴极10作为从基板12侧入射光hv、从光电子射出层18射出光电子e^-的透过型而示意性地图示。

基板12由在其上可以形成由氧化铪(HfO₂)构成的中间层14的基板构成。基板12优选为透过波长177nm～1000nm的光的基板。作为这样的基板，有由高纯度合成石英玻璃、或硼硅酸玻璃(例如可伐合金玻璃(kovar glass))、PYREX玻璃(注册商标)构成的基板。该基板12优选为具有1～5mm的厚度，由此可保持最佳的透过率和机械强度。

中间层14优选为由HfO₂形成。HfO₂对于波长300nm～1000nm的光显示出高透过率。另外，HfO₂在其上形成Sb的情况下，使Sb的岛构造变细。该中间层14通过在进行了洗净处理的相当于玻璃真空管的容器32的入射窗34的基板12上蒸镀HfO₂而形成。蒸镀例如可采用使用EB(electron beam：电子束)蒸镀装置的EB蒸镀法而完成。特别地，通过使中间层14和基底层16成为HfO₂-MgO的组合而得到作为光电子射出层18和基板12的缓冲层的效果，并且能够得到防止光的反射的效果。

基底层16优选为氧化锰、MgO或TiO₂等的透过波长117nm～1000nm的光的基底层。特别地，通过由MgO形成基底层16，可得到量子效率20％以上、或35％以上的高灵敏度。通过设置MgO基底层，得到作为光电子射出层18和基板12的缓冲层的效果，并且能够得到防止光的反射的效果。该基底层16通过将规定的氧化物蒸镀而形成。

光电子射出层18通过在SbBi的合金薄膜上使钾金属蒸气和铯金属蒸气反应，或使铷金属蒸气和铯金属蒸气反应而形成。该光电子射出层18作为由Sb-Bi-K-Cs或Sb-Bi-Rb-Cs构成的多孔质层而形成。光电子射出层18作为光电阴极10的光电子射出层起作用。SbBi的合金薄膜由溅射蒸镀法或EB蒸镀法等而被蒸镀在基底层16上。光电子射出层18的膜厚为的范围。

此处，本发明的发明者经过悉心研究，结果发现：通过使光电子射出层18的Sb中含有规定量以上的Bi，使由晶格缺陷引起的载流子变多，从而使光电阴极的传导性变大。由此，发现通过含有Bi而能够使光电阴极10的线性度提高。另外，高灵敏度的光电阴极会导致暗电流变大的问题，但发现通过使Sb中含有Bi能够减小暗电流。

图3为用于说明通过使Sb中含有Bi而能够减小暗电流的思想的概念图，(a)为不含Bi的光电阴极的概念图，(b)为含有Bi的光电阴极的概念图。如图3(a)所示，在不含Bi的光电阴极中，热电子能量(室温下0.038eV)在传导带附近的杂质能级处激发，由于成为热电子而射出从而产生暗电流。如图3(b)所示，本实施方式所涉及的光电阴极10通过使Sb中含有Bi而能够产生表面势垒(Bi的含有率2.1mol％下Ea值＝0.06eV)，所以可通过由表面势垒阻挡热电子而抑制暗电流的产生。另一方面，Bi的含有率较多的情况下，表面势垒的Ea值进一步变大而导致量子效率下降，而本申请的发明人发现了能够充分确保对应于适用领域所必需的灵敏度的Bi的含有率。

在将光电阴极10用于半导体的异物检查装置的情况下，在小的异物上照射激光时散射光很微弱，而在大的异物上照射激光时散射光变大。因此，光电阴极10被要求有尽可能检测出微弱的散射光的灵敏度，并且，被要求有能够对应微弱的散射光和较大的散射光中的任意一者的较宽的动态范围。这样，在半导体检查装置那样的要求动态范围广的测量的领域中，为了确保在该领域中所必要的灵敏度和线性度，光电子射出层18中Bi相对于SbBi的含有率、即Bi的摩尔量相对于Sb及Bi的总摩尔量的比例，优选为8.8mol％以上、32mol％以下，更优选为8.8mol％以上、29mol％以下。另外，为了确保低温时的光电阴极10的线性度，优选为16.7mol％以上、32mol％以下。

将光电阴极10应用于例如高能物理实验等的特别要求灵敏度且有必要极力减少暗电流的领域的情况下，为了充分减少暗电流并且确保必要的灵敏度，光电子射出层18中Bi相对于SbBi的含有率优选为16.7mol％以下，更优选为0.4mol％以上、16.7mol％以下。另外，进一步优选为0.4mol％以上、6.9mol％以下，因为能够得到特别高的灵敏度。

对光电阴极10及光电倍增管30的动作进行说明。如图1和图2所示，光电倍增管30中，透过入射窗34的入射光hv入射至光电阴极10。光hv从基板12侧入射，透过基板12、中间层14及基底层16而到达光电子射出层18。光电子射出层18作为用于射出光电子的活性层而起作用，此处光子被吸收而产生光电子e^-。光电子射出层18中产生的光电子e^-从光电子射出层18表面射出。射出的光电子e^-经倍增部40倍增，由阳极38收集。

接着，关于实施例所涉及的光电阴极的试样与其比较例所涉及的光电阴极的试样进行说明。实施例所涉及的光电阴极的试样具有形成在硼硅酸玻璃12上的由氧化铪(HfO₂)构成的中间层14和其上形成的由MgO构成的基底层16。在该试样的基底层16上形成包含有规定的含有率的Bi的SbBi合金膜，将SbBi的合金膜暴露在钾金属蒸气和铯金属蒸气中直到确认光电阴极灵敏度成为最大值为止，从而形成光电子射出层18。光电子射出层18的SbBi层为30～

(按照光电子射出层换算为150～

)。

关于比较例所涉及的光电阴极的试样，采用双碱光电阴极的现有品的试样(比较例A1、比较例A2)和多碱光电阴极的试样(比较例B)，所述双碱光电阴极为在硼硅酸玻璃基板上形成氧化锰的基底层并在其上形成Sb膜并使钾金属蒸气和铯金属蒸气反应而形成光电子射出层的光电阴极，所述多碱光电阴极为在UV透过玻璃基板上，在Sb膜上使钠金属蒸气、钾金属蒸气和铯金属蒸气反应而形成光电子射出层的光电阴极。另外，作为比较例所涉及的光电阴极的试样，除了光电子射出面中完全不含Bi以外，使用与实施例所涉及的光电阴极的试样相同结构的光电阴极的试样(比较例C1，比较例C2，比较例D，比较例E)。

图4～图7中表示了，实施方式所涉及的Bi含有率为0.4～32mol％的光电阴极的试样、Bi含有率为0mol％且除此以外与实施例相同结构的比较例所涉及的光电阴极的试样(比较例C2)、氧化锰作为基底层的双碱光电阴极的现有品的试样(比较例A1)、以及多碱光电阴极的试样(比较例B)的分光灵敏度特性。图4为表示关于Bi含有率为0mol％、0.4mol％、0.9mol％、1.8mol％的光电阴极的试样的各个的相对于波长的量子效率的图表，图5为表示关于Bi含有率为2.0mol％、2.1mol％、6.9mol％、8.8mol％的光电阴极的试样的各个的相对于波长的量子效率的图表，图6为表示Bi含有率为10.5mol％、11.4mol％、11.7mol％、12mol％的光电阴极的试样的各个的相对于波长的量子效率的图表，图7为表示Bi含有率为13mol％、16.7mol％、29mol％、32mol％的光电阴极的试样的各个的相对于波长的量子效率的图表。图4～图7所示图表的横轴表示波长(nm)、纵轴表示量子效率(％)。图4～图7中都显示了氧化锰作为基底层的双碱光电阴极的现有品的试样(比较例A1)、以及多碱光电阴极的试样(比较例B)的分光灵敏度特性。

从图4和图5可以理解，Bi含有率0.4mol％的试样(ZK4300)、Bi含有率0.9mol％的试样(ZK4295)、Bi含有率1.8mol％的试样(ZK4304)、Bi含有率2.0mol％的试样(ZK4293)、Bi含有率2.1mol％的试样(ZK4175)、Bi含有率6.9mol％的试样(ZK4152)在波长300～430nm中的峰值处显示出35％以上的量子效率。因此，可以理解，通过使所含有的Bi相对于光电子射出层18的Sb及Bi为6.9mol％以下，能够在特别要求灵敏度的领域中确保成为充分的灵敏度的35％以上的量子效率。此外，可以确认Bi含有率0mol％的试样(比较例C2)中，也能够确保高灵敏度，但是如后述暗电流会变大，还不能充分得到线性度。

从图5～7可以理解，Bi含有率8.8mol％的试样(ZK4305)、Bi含有率10.5mol％的试样(ZK4174)、Bi含有率11.4mol％的试样(ZK4004)、Bi含有率11.7mol％的试样(ZK4302)、Bi含有率12mol％的试样(ZK4298)、Bi含有率13mol％的试样(ZK4291)、Bi含有率16.7mol％的试样(ZK4142)，在波长300～500nm之间的峰值处显示出20％以上的量子效率，并且与氧化锰作为基底层的双碱光电阴极的现有品的试样(比较例A1)相比较在全部波长中显示出更高的量子效率。因此，可以理解，通过使所含有的Bi相对于光电子射出层的SbBi为16.7mol％以下，能够确保比现有的双碱光电阴极更高的量子效率。特别地，Bi含有率为16.7％以下时，在波长500～600nm下显示出比现有品的试样更高的量子效率。因此，可以理解，通过使相对于光电子射出层的SbBi，含有16.7mol％以下的Bi，与现有的双碱光电阴极相比，能够提高500～600nm下的灵敏度，即绿色灵敏度～红色灵敏度。

从图7可以理解，Bi含有率29mol％的试样(ZK4192)在波长320～440nm之间的峰值处显示出20％以上的量子效率。因此，可以理解，通过在光电子射出层中，使相对于SbBi含有29mol％以下的Bi，能够得到在半导体检查装置等那样的入射的光量较大的领域中成为充分灵敏度的20％以上的量子效率。另外，波长450～500nm中，与多碱光电阴极的试样(比较例B)相比显示出更大或同等的量子效率。

其次，对光电阴极的各个Bi含有率的阴极灵敏度、阳极灵敏度、暗电流、阴极蓝色灵敏度指数、以及暗计数(dark counts)进行比较的实验结果在表1中显示。表1中，作为实施例所涉及的光电阴极，显示Bi含有率0.4～16.7mol％的试样的测定结果，作为比较例所涉及的光电阴极，氧化锰作为基底层的双碱光电阴极的现有品的试样(比较例A1)、以及Bi含有率成为0mol％的光电阴极的试样(比较例C1、比较例D、比较例E)的测定结果被显示。Bi含有率0.4～16.7mol％的试样以及Bi含有率成为0mol％的光电阴极的试样(比较例C1、比较例D、比较例E)均具有形成在基板12上的由氧化铪(HfO₂)构成的中间层14和在其上面形成的由MgO构成的基底层16。

[表1]

表1中的阴极蓝色灵敏度指数为流明灵敏度测定时将蓝滤光板CS-5-5-8(corning公司制)的1/2厚度的滤光板放入光电倍增管30之前时的阴极电流(A/lm-b)。

表1中的暗计数为，在将入射至光电阴极10的光切断的黑暗状态中，用于将从光电子射出层18射出的光电子的数目相对地比较的值，是在25℃的室温环境下进行测定而得到的值。具体地，该暗计数是基于由对光电子进行计数的测定器得到的图8的结果而算出。图8为表示黑暗状态中从光电子射出层射出的光电子的各强度的计测数目，并且为表示有关Bi含有率0mol％(比较例C1)、2.1mol％、6.9mol％、10.5mol％、16.7mol％的光电阴极的试样、以及氧化锰作为基底层的现有品的试样(比较例A1)的图。图8的横轴表示测定器的通道(channel)，横轴表示各通道内检测出的光电子的计测数目。表1中的暗计数表示图8所示的光电子的计测数目的峰值的1/3以上的通道中的计测数目的积分值。(具体地，峰值为200ch，所以1/3为200/3＝67通道)这样，通过比较峰值的1/3以上的通道中的计测数目的积分值，可以排除装置的电路内的不稳定等的影响。

从表1可以理解，关于氧化锰作为基底层的现有品的试样(比较例A1)，虽然关于暗电流以及暗计数得到较低的值，但不能得到充分的阴极蓝色灵敏度指数。实施例所涉及的含有Bi的光电阴极的试样，关于暗电流以及暗计数得到较低的值，而且能够得到与比较例A1相比更高的阴极蓝色灵敏度。

表1所示的暗计数的值与Bi含有率的关系如图9所示。图9为描绘Bi含有率0.4～16.7mol％的光电阴极的试样以及Bi含有率为0mol％且中间层为HfO₂的光电阴极的试样(比较例C1、比较例D、比较例E)的暗计数的值的图表。图9所示的图表的横轴表示Bi含有率(mol％)，纵轴表示暗计数的值。

从图9可以理解，与Bi含有率0mol％的光电阴极的试样(比较例C1、比较例D、比较例E)相比，Bi含有率为0.4mol％以上的光电阴极的试样都是暗计数的值被减少了一半以上。此外，Bi含有率10.5mol％以上和16.7mol％以下之间的13mol％处，也看到了暗计数的减少。

图9中Bi含有率较低的区域中暗计数的值与Bi含有率的关系如图10所示。图10为描绘Bi含有率0.4～2.1mol％的光电阴极的试样以及Bi含有率为0mol％且中间层为HfO₂的光电阴极的试样(比较例C1、比较例D、比较例E)的暗计数的值的图表。图10所示的图表的横轴表示Bi含有率(mol％)，纵轴表示暗计数的值。

从图10可以理解，与Bi含有率0mol％的光电阴极的试样(比较例C1、比较例D、比较例E)相比，Bi含有率为0.4mol％的光电阴极的试样的暗计数显著地降低。因此，可以理解，只要微量地含有Bi，即只要Bi含有率比0mol％大，就能够得到使暗计数的值降低的效果。根据以上所述可以理解，通过使Sb中含有Bi，与氧化锰作为基底层的现有品的试样相比，可得到更高的阴极蓝色灵敏度指数(参照表1)并且能够降低暗计数的值。

图11和图12表示Bi含有率2.0～32mol％的光电阴极的试样的线性度。图11为表示Bi含有率2.0mol％、2.1mol％、6.9mol％、8.8mol％、10.5mol％、11.7mol％、12mol％、13.3mol％的光电阴极的试样各自的相对于阴极电流的变化率的图表，图12为表示Bi含有率16.7mol％、29mol％、32mol％的光电阴极的试样各自的相对于阴极电流的变化率的图表。图11和图12所示的图表的横轴表示阴极电流(A)，纵轴表示变化率(％)。此外，在将具有指定的色温的光源的光束通过反射镜的测试系统中，将由减光滤光板分割成1∶4的光量所得到的基准光量入射至试样的光电阴极，规定1∶4的基准光电流值为变化率0％，将1∶4的光量增加的情况下的1∶4的光电流的比率变化作为变化率。图13为图11及图12所示的变化率为-5％时的阴极电流对于各含有率作图而得到的图表。图13的横轴表示Bi含有率(mol％)，纵轴表示变化率-5％时的阴极电流(A)。此外，已知比较例A1、A2所涉及的双碱光电阴极(Sb-K-Cs)的线性度的上限值为0.01μA，在图13中将1.0×10^-8A的位置以虚线表示。另外，已知比较例B所涉及的多碱光电阴极(Sb-Na-K-Cs)的线性度的上限值为10μA，在图13中将1.0×10^-5A的位置以点划线表示。

从图13可以理解，Bi含有率8.8mol％以上的试样显示出与多碱光电阴极的线性度上限值(1.0×10^-5A)同等的线性度。另外，Bi含有率低于8.8mol％的光电阴极中，线性度的变化相对于Bi含有率的变化较大，线性度随着Bi含有率的减少而大幅减少，与此相对，Bi含有率为8.8mol％以上的光电阴极中，线性度的变化相对于Bi含有率的变化较少。因此，即使是由于制造误差而使Bi含有率稍有变化的情况下，线性度也不会急剧变化，能够稳定地确保高线性度。因此，通过使相对于光电子射出层18的SbBi含有8.8mol％以上的Bi，能够稳定地得到与多碱光电阴极的线性度的上限值几乎同等的线性度。

图14为变化率为-5％时的阴极电流关于各含有率按各温度进行作图得到的图表，其显示了有关实施例所涉及的Bi含有率32mol％的光电阴极的试样(ZK4198)、Bi含有率16.7mol％的光电阴极的试样(ZK4142)、以及比较例所涉及的氧化锰作为基底层的双碱光电阴极的现有品的试样(比较例A2)，在低温环境下进行线性度的测定的情况下的测定结果。图14的横轴表示测定环境的温度(℃)，纵轴表示变化率-5％时的阴极电流(A)。

从图14可以理解，氧化锰作为基底层的双碱光电阴极的现有品的试样(比较例A2)伴随着温度降低其线性度急剧地降低，-100℃时的线性度与室温(25℃)时的线性度相比，降低1×10^-4倍以上。另一方面，关于Bi含有率16.7mol％的试样(ZK4142)，-100℃时的线性度与室温(25℃)时的线性度相比，只降低0.1倍。另外，关于Bi含有率32mol％的试样(ZK4198)，-100℃时的线性度与室温时的线性度相比，几乎没有下降。因此，可以理解，通过将Bi含有率设置为32mol％以下，能够使低温时的线性度飞跃性地提高。这样的可使在低温时的线性度提高的光电阴极可适用于高能物理学者进行的宇宙的暗黑物质(dark matter)的观测等。在该观测中，使用液体氩闪烁器(-189℃)、液体氙闪烁器(-112℃)。如图14所示，现有技术的比较例A2中，-100℃的环境下阴极电流只有1.0×10^-11(A)，无法进行测定。使用液体氙闪烁器的情况下，优选使用ZK4142(Bi＝16.7mol％)，使用液体氩闪烁器的情况下，优选使用ZK4198(Bi＝32mol％)。

以上，说明了优选的实施方式，但不限定于上述实施方式，可进行各种各样的变形。例如，光电阴极10中，基板12、基底层16所包含的物质并不限定于上述记载的物质。另外，也可不设置中间层14。光电阴极的各层的形成方法，分别不限定于上述实施方式所记载的方法。

另外，除了光电倍增管以外，本实施方式所涉及的光电阴极也适用于图像增强管(II管)等的电子管中。通过组合NaI闪烁器和光电阴极，能够识别微弱的X射线和强的X射线，所以能够得到对比度良好的图像。

另外，在图像增强管(高速快门管)的实施方式中使用本光电阴极，使光电阴极的电阻比现有品小，即使不使用特别的导电基底(金属Ni等)，也能够以高灵敏度达成更高速的快门。

产业上的利用可能性

本发明提供一种能使各种特性提高的光电阴极。

Claims (13)

1.一种光电阴极，其特征在于，

具备光电子射出层，该光电子射出层含有Sb和Bi并根据光的入射而向外部射出光电子，

在所述光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为32mol％以下的Bi。

2.如权利要求1所述的光电阴极，其特征在于，

在所述光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为29mol％以下的Bi。

3.如权利要求1所述的光电阴极，其特征在于，

在所述光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为16.7mol％以下的Bi。

4.如权利要求1所述的光电阴极，其特征在于，

在所述光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为6.9mol％以下的Bi。

5.如权利要求1～4中任意一项所述的光电阴极，其特征在于，

在所述光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为0.4mol％以上的Bi。

6.如权利要求1～3中任意一项所述的光电阴极，其特征在于，

在所述光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为8.8mol％以上的Bi。

7.如权利要求1所述的光电阴极，其特征在于，

-100℃下的线性度比25℃下的线性度的0.1倍更高。

8.如权利要求2所述的光电阴极，其特征在于，

在波长320～440nm中的峰值处显示出20％以上的量子效率。

9.如权利要求4所述的光电阴极，其特征在于，

在波长300～430nm中的峰值处显示出35％以上的量子效率。

10.如权利要求1～9中任意一项所述的光电阴极，其特征在于，

在所述光电子射出层的光的入射侧还具备由HfO₂形成的中间层。

11.如权利要求1～10中任意一项所述的光电阴极，其特征在于，

在所述光电子射出层的光的入射侧还具备由MgO形成的基底层。

12.如权利要求1～11中任意一项所述的光电阴极，其特征在于，

所述光电子射出层是通过在SbBi的合金薄膜上使钾金属蒸气和铯金属蒸气进行反应而形成的。

13.如权利要求1～11中任意一项所述的光电阴极，其特征在于，

所述光电子射出层是通过在SbBi的合金薄膜上使钾金属蒸气及铷金属蒸气与铯金属蒸气进行反应而形成的。

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