DE1589603A1 - Durch Sekundaeremission leitende Elektrodenscheibe - Google Patents

Description

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Dietrich Lewinsky β München 42, den 5.5.1967 PATENTANWALT

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I4535-II/Del

Oompagnie Franoaise Shomson Houston-Hotchkiss Brandt 173, Boulevard Haussmann, Paris 8e, Frankreich

"Durch Sekundäremission; leitende Elektrodenscheibe"

.- Französische Priorität ^om 5. Mai 1966 aus der

¹ ! ■»

französischen Patentanmjeldung ITr. 60 347 (Seine)

. Die Erfindung betrifft eine durch Sekundäremission leitfnde Elektrodenscheibe, die aus einer Hauptschicht aus p|rösem isolierendem Material mit hoher Sekundäremission "bisteht und sich in Kontakt mit einer metallischen Membran befindet, durch die hindurch sie eine Strahlung schneller Elektroden aufnehmen kann,, die in dem porösen Elaterial Sekundär elektronen hervorruft, deren Auslösung ein .Bild von der; Örtlichen Dichte djer Strahlung der schnellen Elektronen entsprechenden Ladungen zu formen ermöglicht,

JrJctU.r ·

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. ■ _ ζ. . . . . 1599603

wobei die nicht an der Membran anliegende Seite der porösen Schicht von einem Strahl langsamer Elektronen untersucht werden kann. Sie dient als Registrier- oder

; Speicherorgan in Elektronenröhren, wie 2, B. Bildaufnahmeröhren und elektrische Signalspeicherröhren. Die Erfindung ermöglicht es vor allem, die Qualität der Untersuchung dieser Scheiben durch einen Strahl langsamer Elektronen zu verbessern. Sie bezieht sich ebenfalls auf Elek-

: tronenröhren, aie aieoe verbesserten Elektrodenscheiben aufweisen. .

j Die bekannten Registriersysteme mit Hilfe einer Elektrodenscheibe mit durch Sekundäremission induzierten Leitfähigkeit werden im folgenden an pinem Anwendungsbeispiel in qiner BildaLifnahmeröhre beschrieben. Eine solche Röhre besitzt hauptsächlich in- einem leeren Raum

j folgende in der Reihenfolge ihrer Anordnung längs der Achse der Röhre numerierte 'Teile:

j Eine Fotokathode, auf v/elcher das Lichtbild des Ob-' jektes geformt wird und von der jeder? Punkt Elektronen j in Abhängigkeit der Leuchtstärke aussendet,

Mittel zum Beschleunigen und sum Sammeln der Elektronen, z.B. Elektroden, die elektrostatische Linsen bilden,

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eine Elektrodenscheibe, die durch eine Schicht ^roSi-r Porösität aus einem isolierenden Ils.torialmit -jroßen Sekunaäremissionskooffizienten gebildet wird, die auf einer für schnelle elektronendurchlässigen metallischen Membran angeordnet ist, wobei, diese .'eltran zur Fotokathode hin-gewendet' ist und sieh {rs gen Über dieser auf einem Potential von mehreren Kilovolt befindet und sie auf der sur Fotokathode hingewendeten Seite durch eine isolierende gleicherweise für schnelle ^r^lektroi:eridurchlässigen Membrangestützt sein kann,

ein "Feldgitter" genanntes fei:-r..aschi^es der Elektrodenseiieibe parallel α ώ Gitter, das oich auf einen pocitiven Potential von elniren 1;-r;dert ν,.1ΐ ^e^en'Vcor dar iülektrodeiiseheibe befindet,

.. ein System einer Blektroncnruellü, das nit Ablenl·:.. itteln versehen ist, und dos2e:. Xcthode sich auf einen: negativen Potential von mehrerer. YcIt je^eiU'ber 8,^r metallischer. IJemorai: der Elektrodsnscheico jedoch vun xohreren hundert Tolt^erenüoer der. l"clä.;:.ttir oefirdet.

Die vcr der Potokathode svn_;;e;· "..£.ΐο:. und in Ziobtunx: der. SlektrcdGiischeibe b^sehleiv..i;;^;;c-r-- -^lektroren durch;iie- ven ihre- StXLx^neatrar. micl reiber, in der Hesse dor porösen Schicht eine ^roS-s Aiisahl von Sekundärelektronen frei ■

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Unter der Wirkung des zwischen dem Gitter und der metallischen Membran gebildeten elektrischen Feldes werden die* \ Elektronen in Richtung dieser Membran geleitet und bilden in der porösen Schicht positive ladungen, die ein dem primären optischen Bild homologes elektrisches Bild erzeugen. Die Elektrodenscheibe wird periodisch auf der Seite der porösen Schicht durch einen als Untersuchungs- oder Lesestrahl bezeichneten Elektronenstrahl» der durch die Elektronenquelle ausgesandt wird, abgetastet. Die Blek-. tronen dieses Strahls werden, nachdem sie zuvor durch das Feldgitter beschleunigt wurden, in dem zwischen dom 3?eldjitter und der Slektrodenscheibe gebildeten Baum abgebremst und besitzen in dem Moment des Brreichens der Elektrodenscheite eine Energie, die der zwischen.der Oberfläche der Elektrodenscheibe und der Kathode der Elektro-

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nenquelle bestehenden Potentialdifferenz entspricht. Bei der normalen Arbeitsweise der Röhre stellt sich das Poten- · tial dieser Oberfläche zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen auf einen Tfert ein, der genügend gering ist, daß die Energie eE der Elektronen des Suchstrahls, ausgedrückt in Elektronenvolt, eindeutig geringer gegenüber dem kritisehen wert eE, ist, für den der Sekundäremissionskoeffizient des Materials der Elektrodenscheibe die Einheit ein- > nimmt. Unter diesen Bedingungen neutralisieren die Elektronen des Strahls die positiven ladungen der Elektrodenscheibe und stabilisieren die abgetastete Oberfläche

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auf ein Potential, das sehr nahe dem der Kathode der ■/Elektronenquelle ist. Dieses Auslöschen des Potentialreliefs findet längs der Äbtastspur statt, die in dem von der metallischen Membrane fortführenden Leiter den SignalstrOm hervorruft.

Indessen erhebt sich im Fall von örtlich hohen Leuchtstärken auf der Fotokathode in gewissen Punkten der Elektrodenscheibe das Potential auf Vierte größer als E.. In diesen Punkten rufen die Elektronen des Strahls statt die Ladungen zu neutralisieren, zusätzliche Ladungen hervor, die j von neuem das örtliche Potential steigen lassen, solange die freigesetzten Sekundärelektrone-n durch das Gitter aufgefangen werden können. Die Oberflächenelemente der Elektrodenscheibe stabilisieren sich so auf das Potential dieses Gitters. Dadurch entsteht eine Blockierung der Röhre und eine Sättigung des iSignalstroins, die sich als ein Niedriger-werden der starken Leuchtdichten des Bildes äußert. j

TJm diesen Fehler zu "beseitigen,, hat man schon zwischen das leldgitter und die Elektrodenächeibe ein zweites Gitter, Stabilisationsgitter genannt, angeordnet, das sich gegenüber der Kathode der Elektronenquelle auf einem Potential kleiner als E/. ζ·Β. 10 oder 15 Volt für einen 'Jert von E₁.von 20 YoIt befindet. Dieses Gitter v/i[rd in einer Ebene ange- i •ordnet, d|.e bei Abwesenheit des Gitters die' dem Potential E₁

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entsprechende Xcjuipotentialebene sein würde, imn hat .. die Einführung dieses Gitters zwei Polgen, die beide ; eine Verringerung des Verhältnisses Signal zu Hauseheη ■ in dem Ausgangsstrom der Röhre zur Folge haben.

Der Viert von E₁ ist sehr niedrig, z.B. 10 -20 Volt für vorteilhaf terv/eise zu verwendende Materialien zur Bildung der Elektrodenscheibe, wie z.B. Kaliunichlorid oder Magnesiumoxyd, die einen sehr hohen Sekundäremissionskoeffizienten, z. B. in der Größenordnung von einigen { darstellen, bei-einfallenden-Energien von 5 - 10 kV. Die Anwesenheit des Stabilisationsgitters, das sich auf dem Potential E. befindet", begrenzt doch in sehr empfindlicher Form die Potentialdifferenzen, die sich auf der Oberfläche der Elektrodenscheibe bilden können und demzufolge die ilutz komponente des erzeugten Signalstroms, wenn der Suchstrahl das Ladungsrelief der Elektrodenscheibe neutralisiert.

Das Stabilisationsgitter, das in der dein Potential E₁ entsprechenden Ebene angeordnet ist, befindet sich sehr nahe der Elektrodenscheibe° Es erhöht "so empfindlich die Ausgangskapazität der Röhre. , '

"Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrodenscheibe der eingangs genannten Art zu¹ schaffen, die es ermöglicht, die !Instabilitäten ;in dem Arbeiten

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in Röhren zu vermeiden, die mit' den beschriebenen, Elektrodenscheiben versehen sind, und die Hachteile der bekannten Hilfsmittel zu vermeiden. Dabei ist der Suchstrahl langsamer "Elektronen dazu bestimmt, die Homogenität des ladungszustandes der abgetasteten Pläche wiederherzustellen und so einen Signalstrom in dem an die metallische Membran angeschlossenen Ausgangsleiter hervor-' aurufeii. Die Aufgabe der Erfindung ist bei der hier 7orgeschlaeenen.Elektrodenscheibe vor allem dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß .

- in einer ersten Aiisfüh rungs form die poröse Hauptschicht auf der nicht an der IJembran anliegenden" Seite zumindest von einer sweiten pore ε en Schi-.ht aus einer Material bedeckt wird, für das der öekuriüi're'raesioi-skoeffiaient bei einer einfallenden Energie v_un Elektronen, die viel gröBer als für das die .Hautitsohicht bildende Material ist, allgeir.ein den Wert 1 anniiast',.

- in elfter v/eiteren Ausführungsfoiiii die die Hauptschiclit bedeckende Schicht ετ.ιο einer; Lla'cerir.l gebildet ist j das fi;r einfallende Enervier: *-:leiner. ale-15e7 einen Sekundäremissionskoeffiaieiitor. klein:r C,7 Üarcte7.1t,

- in einer weiteren Auef ".'-H-UiJi:"?on. drs .Lrteris! ier Haiit-tscaiol:t zu der aus Iialiu:..chlcrid, Sariu^fluorid

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und Magnesiumfluorid gebildeten-Gruppe gehört,

- in einer weiteren Ausführungsform die die Hauptschicht bedeckende Schicht zu der aus Kalziwmfluorid, Silizium und Siliziummonoxyd-gebildeten Gruppe gehört,

- in einer weiteren Ausführungsform die die abgetastete.Seite bedeckende Schicht aus einem Material mit einer Dicke in der Größenordnung von O,Oiyfbesteht_t

- in einer v/eiteren Ausführungsform die metallische Schicht aus einen Lie tall gebildet; ist, das zu der aus Silber, Gold und Platin gebildeten Gruppe gehört, . "

- in einer weiteren Ausführungsform zwischen der Hauptschicht und der aweiten Schicht eine poröse Schicht ange- ;

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ordnet ist, die ^leicherv/eise eine hohe Sekundäremission, !

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] jedoch eine jerin.^ere Porösität als die Hauptschiclit besitzt,

- in einer weiteren Ausfühfungsforra sie eine durch Sekundäremission leitende Elektrodenscheibe nach einem der verhergehenden Ansprüche enthält.

Unter der. allgemeinen SekundäremiGsionskoeffizienten versteht mn
hTc folgei-demaiien gebildete Verhältnis: Die Summe der

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" elastisch reflektierten Elektronen, der an der Oberfläche freigesetzten Elektronen und der im Innern freigesetzten und an die Oberfläche diffundierten Elektronen .geteilt durch die Anzahl der einfallenden Primärelek tronen*. .

In der Zeichnung ist eine Elektrodenscheibe der erfindungsgemäßen Art in beispielsweise gewählten Ausführungsformen veranschaulicht. Es zeigen: .

Fig.1 im Schnitt einen Teil einer inneren Emissionsscheibe bekannter Art,

Fig.2 - -Pig.4- im Schnitt Teile von Sekundäremissionsscheiben· nach verschiedenen Äusftihrungsf ormen der erfin-Artj V ,. ■■

Fig.5 und Fig.6 Diagramme, die den Sekundäresiissionskoeffizienten in Abhängigkeit von der Beschleunigungsspannung der einfallenden Elektronen für zwei Gruppen von für die Herstellung der ,verbesserten Elektrodenseheibe . verwendeten Materialien zeigen, '

Fig.T im axialen iSchnitt eine Bildaufnahmeröhre, die eine verbesserte Elektrodenscheibe zur Bekundäreraission enthält/

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Die Elektrodenscheibe der Fig.l, die naoh einer bekannten Ausführungsform gebildet ist, setzt sich aus einor metallischen Membran 1, z, B. aus Aluminiiuii oder Magnesium,mit einsr Dicke von 0,05 bis 0,1 JUL und einer Schicht 2 eines isolierenden Materials, wie z.B. Kalziumchlorid, Bariumfluorid oder Magnesiurnf luorid ,mit einer Dicke in der Gr ö 13 en Ordnung von 25 f/> ^^ie einen sehr hohen Sekundäremissionskoeffizienten (f, z.B. 20 für große Einfallsgeschwindigkeiten, auf die die Primärelektronen erregt wurden, zusanmen. Tatsächlich sind' die z.B. von einer Fotokathode ausgesandten Elektronen normalerweise durch eine Spannung von 5-10 kV beschleunigt und sehr wenig"beim Durchgang der Membrane 1 gebrems.t. Die Schicht 2 ist extrem porös. Ihre mittlere Dichte ist z.B. 2 - 5 ^:fi von der des sie bildenden kompakten Material^. Wenn man den gesamten Sekundäremissionsstrom mißt, der in der Elektrodenscheibe erzeugt und teilweise durch die Membrane 1 aufgefangen wurde und -teilweise durch die gegenüberliegende durch den Suchstrahl abgetastete Oberfläche 3 entweicht, wird man normalerweise einen Multiplikationsfaktor sehr viel großer als C^z.B. einige hundert,feststellen, was aus der Tatsache folgt, daß jedes Primärelektron eine große Anzahl von bei einer Sekundäremission stattfindenden Kollisionen unterdrücken kann¹'.

In einer, weiteren in lig.2 dargestellten erfindun^s-

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gemäßen Ausführungsform ist gleicherweise eine Membran und eine Schicht 2_£ sehr hoher Sekundäremission au finden, die nicht notwendigerweise von den durch die gleichen Je-

^: . Äüg-s ziffern in Pig*l oe^eichneten Elementen abweichen. Jedoch besitst gegenüber der bekannten Yorrichtun--: die Elektrodenscheibe der Fig.2 eine zweite Schicht 4, die gleicher weise sehr porös ist und eir.en hohen Sekundäremisaionskoeffisienten und eine Dicke von z.B. 2 - 10 JA aufweist* Indessen ist die Elektrodenscheibe gebildet durch ein Material, das unter, denen ausgewählt wurde, deren Sekimdäremissionslcoeffisient cf den 'Jert 1 an-niirjnt bei einer Energie von einfallenden Elektronen eE., die höher ist als dies der Pail ist für die Schicht 2. Die typischen Unterschiede zwischen dun beiden Llat er i;/l:\rten werdüi: la folgenden uii-.er 3G:;u;nu!::r:e auf ä·..,- Diagrams! ler Fig.«5 erklärt. Darin Keinen die Kurven.-A und für zwei verschiedene Materialien den all. e:,:einen Sei:.unaäreK!i;:siQr.skoeffiz-ienten ff in sc'iesatisoher Fern in Abhängigkeit von der 3eschieunijungssrannung E, die die Einfallsensrgie eE bestirbt. TUr jedes bekannte Lcterial

Wächst der;."Koeffizient <T suerst i:: Abhi'n^ickeit von E, durchläuft den 7?ert 1 für eir.e Spannung; 3^, "'η einon Maximalwert O für cine Spa' i..v.n^ ~ΰ_. an, un lun^scr. z\xrUckEusinken. Sr^sinkt seiest -«nturaalb von 1, jedoeli. dies für Spannungen E, die i:/ vorliegenden ?all ν zn geringer: Interesse sind. Die-Kurve A vorancchauliolif

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qualitativ das Verhalten der Materialien, wie z. B. Kaliumchlorid, die empfehlenswert zur Bildung der Schicht 2 auf Grund ihrer"hohen Werte von (L und einem nicht zu hohen \7ert von E sind. Der sehr niedrige ELA ihres Vfertes E. in der Größenordnung von nur 20 V veranlaßt eine sehr starke Instabilität der beschriebenen Arbeitsweise für Elelctrodenscheiben, die ganz aus ,diesen Materialien gebildet sind. Diese Instabilität ist in.der Elektrodenscheibe nach Pig.2 vermieden. Die 'aufgelagerte Schicht 4 kann z.B. aus Kalziumfluorid, Silizium oder Siliziummonoxyd, Materialien für die E₁ in der Größenordnung von 55 V liegt, gebildet werden. Im Rahmen 4es vorliegend ausgeführten kann die Kurve B zumindest im Bereich der den Wert E₁ benachbarten Spannungen als genügend repräsentativ für diese drei Materialien betrachtet werden. Tatsächlich ist zu bemerken, daß man in der Literatur manchmal empfindlich große Unterschiede bezüglich der werte von E₁, E_m und <f_m findet, die auf der Schwierigkeit des Experiments und auf der Tatsache, daß selbst geringe Änderungen des Oberflächenzustarides, der Kristallisation etc. einen manchmal großen Einfluß auf die gemessenen 7/erte hervorrufen können, beruhen. Nichtsdestoweniger ermöglichen es die laufenden industriell . durchgeführten lleßgenauigkeiten, ohne Doppeldeutigkeiten IlaterialieK zu finden, die verwendbar sind zur Bildung einer aufgelagerten Schicht 4 für ein gegebenes Material»

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'■· das. die Schicht 2 bildet.

Wohlbemerkt könnte die Instabilität der Arbeitsweise gleicherweise verringert werden, ohne vorliegende Erfindung Ziu verwenden,mit einer Elektrodenscheibe mit einer einzigen Schicht, die durch ein Material, gebildet wird, wie es von der Erfindung für die aufgelagerte Schient 4 vorgeschlagen wird. Dieses würde jedoch einen unzulässigen Verlust der gesamten in der Elektrodenscheibe erzeugten: .Sekundäremission- 'zur Polge haben, denn für die durch die Kurve B dargestellten Materialien ist die Sekundäremission geringer als die der durch die Kurve A dargestellten Materialien in einem bedeutenden Bereich von E, und ihre Qptimal-Spannung E_m befindet sich auf einem 7/ert,

bei dem nur die schnellsten.Primärelektronen,"die- gar nicht !"---■'-■

oder nur sehr wenig gebremst sind, einen merkenswerten Se-,kundärstrlm hervorrufen, .

Im Bereich der durch die Erfindung vorgeschlagenen Yerbesserungen ist es sehr vorteilhaft, daß das Material, das die zusätzliche Schicht .4 bildet, nicht nur einen hohen Wert E₁ besitzt, sondern auch für Spannungen kleiner, als E₁ der Koeffizient (T so gering wie möglich ist. Tatsächlich ist 6in geringer Wert von (f in dem normalen Bereich der einfallenden Geschwindigkeiten (E -CE₁) vorteilhaft-■für "die Wirksamkeit der Entladung" ("landing" in der

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amerikanischen Terminologie). Das heißt» ein niedriger T/ert von σ für E<cE.. ermöglicht es, für eine ebene Stärke des Suchstrahls, einen hohen Wert des Signalstroms sowie ein gutes Verhältnis Signal zu Rauschen zu erhalten, oder umgekehrt, ermöglicht es, ohne das ; Verhältnis Signal zu rauschen- zu verschlechtern,den ; Durchmesser des Suchstrahls zu verringern, .wodurch die Bildauflösung verbessert wird* Die beiden Forderungen: geringer "Jert von E₁ und geringer T/ert von (f für Spannungen kleiner B₁ sind ganz und gar vereinbar, wenn man gemäß der Erfindung die Schichten 2 und 4 vorsieht. Fig.6

zeigt in qualitativer Form, jedoch weniger scherestis'ch, einen Teil des Diagramms der .Fig.5, der sich über geringe Werte von.je (in Volt) und (f erstreckt. Man .sieht,daß für Cf <&■ 1 die durch die Erfindung für die zusätzliche" Schicht angenommenen materialien der Art, die; der Kurve 3 entsprechen, 'Werte von O aufweisen, die? alle niedriger als die der VTerte der fur die Haupts chicht 2 angenoianenen Materialien, denen die Kurve A entspricht, sind. Diese Gleichheit im allgemeinen Verlauf der beiden Kurven scheint eine experimentell gefundene und'bestätigte Hegel wiederzugeber., nach welcher es zutrifft, daß vor allem für metallische Materialien die Kurven öfaQ ⁱⁿ Abhängigkeit von E/E^ eine sehr ähnliche Form für die verschiedenen Materialien d-. rstellen. Die Kurven A und B der Fig.6 veranschaulichen außerdem die Bedeutung einer korrekten Definition des

- 15 009827/1531 _f,_dG?^^ä

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Koeffizienten-O. 2Taeh der oben .gegebenen Definition umfaßt Cr die Komponente des durch elastisch reflektierte Elektronen hervorgerufenen Stroms. Diese Komponente ist besonders bedeutend in einem gewissen Bereich von einfallenden sehr geringen Energien, der "unterhalb eines Wertes Eg liegt,' der charakteristisch für ein gewähltes Material ist (entsprechend Eg, und !!<.,* f v.r. die dargestellten Beispiele).

Nach einer voraugsweisen erfindungsgemäßen Ausfülirungs form ist die Schicht 4 durch ein Material gebildet, das einer. Koeffizienten darstellt, der allgemein kleiner als 0,7 ist für einfallende Energien kleiner 15-eV.

Weiterhin können erfindungsgu. äße Elektrodenscheiben aus einer Hauptschicht 2, die durch Kaliumchlorid, durch Bariumfluorid oder durch Ilncrieciv-fluorid gebildet wird, während die Deckschicht 4 durch rlalniumfluorid, Silizium oder Sili,;iuMiiOiioxyd gebildet wird, bestehen.

Die Pig.5 zeigt eine Au;:fjLr^n ;cf on::, die es ermöglicht, sine noch geringere 3e-"di;.dL.rer.iss,ion auf der; abgetasteten Teil 3 der Slektrode scheibe su erhalten. Die ^r2rägersc::i-ht 1 und die Η:.ν.^ tsohiclit aur hohen Selaindäreriiscion 2 kann, wie in der. "»\rl:er.;e--;end beschriebenen Beispiel«, hergestellt sein. Die Abtastflache v/ird jedoch durch eine metallische Schicht 5 ^eoilaet, deren Spannung

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sehr hoch ist, z.B. Silber, Gold oder Platin, in einer ". porösen Form mit einer Dichte von z.B.. der Größenord-. nung von 20 $ der Dichte des kompakten Metalls« Der Durchmesser und die Kornstruktur dieser Schicht sind derart gewählt, daß sie einen hohen elektrischen Widerstand darstellt, wodurch das seitliche Abfließen der Ladungen zwischen- den Elementen der Oberfläche während eines Intervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen vermieden werden kann· Durchmesser in der GrSs-•senordnung von 0,0IyU wurden als genügend befunden. Die Unebenheiten der. Schicht 2 haben normalerweise größere

j Dimensionen. Die Schicht 5 überdeckt sie nicht, folgtjedoch ihren Konturen.

Pig.4 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel, das ' ! außer den Komponenten des vorhergehend beschriebenen Bei- j j spiels eine Zwischenschicht 6 aufweist» Dies dient vor ! allem zur Ausgleichung der sehr unebenen Oberfläche der Hauptschicht 2 und vermeidet so eine übertriebene Durchdringang in dieser Metallschicht, die durch die äußere . '; Schicht 5 gebildet wird. Die Schicht 6 kann durch das ; gleiche Material,wie die Hauptschicht 2, "gebildet sein, j soll jedoch eine geringere Porösität aufweisen. Indessen " '■ sind andere isolierende Materialien mit einer geringeren Porösität als die der Schicht 2 gleicherweise verwendbar.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Elektrodenscheiben /1 009827/1531

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ist nach-den im folgenden "beispielsweise beschriebenen Beispielen^au verfahren.

" In dem ]?all der in Fig.2 dargestellten Elektroden-,/scheibe werdendie metallischen Membran 1,z.B. aus Aluminium,- und die poröse Schicht 2, z.B. aus Kalium-Chlorid, mit einer Bicke von 25 p und einer Dichte \ in der Größenordnung von 2 fo der Dichte des kompakten Materials gemäß den bekannten Verfahren hergestellt. Auf der Schicht 2 stellt man die Schicht 4 mit einem ! . geringeren: Sekundäremissionskoeffizienten her, indem man eine poröse Schicht von 3 - 8 /U von Silizium oder j Siliziummonoxyd aufbringt, die in die Schicht 2 bis in eine Tiefe von einigen Il auf Grund der extremen Porösität dieser Schicht 2 eindringt. Dieses Aufbringen . _; kann di^rch Verdampfung des aufzubringenden Materials in ein$r Argonatmosphäre unter einem Druck von ungefähr . j

65 Pascal, dann die Oxydation in Sauerstoff unter atmos-

- ^J

phäris0hem Druck stattfinden. Die Schicht 4 nimmt nun eine Dichte Sn der Größenordnung von 20 ^c/o der Dichte des kompakten Materials ein. "Vorteilhafterwelse wird man 'die Verdampfung unter:-'abnehmendem Druck durchführen, wodurch ein Wachsen der Dichte senkrecht zur Schicht erreicht wird. Jm Fall der; in Fig.3 und Fig.4 dargestellten Elektrodenscheiben soll die äußere metallische Schicht 5 unte^ Bedingungen: aufgebracht werden, unter denen sie . nicht tief in die darunterIie'gende Schicht 2 eindringt, . ,

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aber dennoch die oberflächlichen Zwischenräume dieser Schicht auffüllt. Dafür kann man vorteilhafterweise eine rein thermische Verdampfung- in einem tragen Gas unter einem Druck von 13 Pascal anwenden.

In den in den. Fig.2 - Pig.4 dargestellten Elekta-odenscheiben kann die metallische Membran 1 zum mechanischen Stützen des Gfefüges der Blektrodenscheibe gleicherweise durch eine metallische Schicht gebildet werden, die ihrerseits durch eine isolierte Stutzplatte getragen wird, die der Fotokathode gegenübersteht. Um genügend "durchlässig für schnelle Fotoelektronen zu sein, kann diese Stützplatte z.B. durch Aluminium gebildet werden und eine Dicke von 0,05 - 0,1 JU aufweisen. Die Dicke der Schicht 1 kann nun verringert auf z_:.B. 0,03 //sein. -

Fig.7 zeigt schematisch im Schnitt: ein Ausführungs~ beispiel einer Bildaufnahmeröhre, die mit einer erfindungsgemäß verbesserten Elelctrodenscheibe versehen ist. Die allgemein mit der Ziffer 7 bezeichnete Röhre kann aus einem Eingangs- oder Bildaufnahmeteil 8 und einem Untersuchung«- teil 9 des Bildes zusammengesetzt werden. Die Anordnung / ist in einer evakuierten Hülle 10 angeordnet.' .

Im Eingangsteil 8 sendet eine Fotokathode 11, die durch die Endfläche 12 der Hülle 10 gestützt wird,. Fotoelektronen

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aus mit einer örtlichen Dichte, die der Dichte des auf c " ihr durch optische Projektion eines Objektes 13 gebildeten Lichtbildes entspricht. Eine Elektrodenanordnung ; 14»15 und 16 beschleunigt und sammelt diese Elektronen f auf einer erfindungsgemäßen Slektrodensoheibe 17. Di^se ] Elektrodenscheibe besitzt eine Membran 18 aus Aluminium

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: von 0,1-1/ Durchmesser, die durch einen Keramikring 19 gestützt wird, eine erste poröse Schicht 20 aus Magnesium mit 20 U Durchmesser und eine aweite poröse Schicht 21

j aus Silizium mit einem Durchmesser von etwa 5^. Die ] 'Schichten 20 und 21 durchdringen sich innerhalb einiger//. j Sie können vorbearbeitet sein gemäß dem beschriebenen bei- :

. spielsweisen Verfahren. Der Stützring 19 ist mit mehreren ] verkitteten Stäben an der Hülle befestigt, vcn denen swer \

'' Stäbe 22 und '22a sichtbar in der Zeichnunj: sind. Der Stab \ 22 dient als Zuführung sie it er der Spannung an die IJembran 18, ! die die Si£nalplatte darstellt. Die Fotokathode 11, die j Elektroden 14, 15» 16 und die ilembran 18 sind an ein durch eine Sparniungsquelle'24 gespeistes Potentiooeter 23 ange-

■■. schlosr-en. Dabei ist ein Widerstand 25 in die Zuführun^s- ; leitunf; der Kenioran eingeschaltet, urr: in 26 das Aucgangssignal abzuneumeii. In den dar/resteliter: BeiB;:iel ist das andere Ende 37 des "Widerstands 25 mit der Elektrode 16 verbunden, Wenn man das Potential des Punktes 37 als BezugspOtertial ansieht, können sich die Fotokathode U,

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ν' die Elektrode 14 und die Elektrode 15 z. B. auf.' den jeweiligen Potentialen -lOkV, -HkV und 8kT befinden.

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Der Untersuchungsteil 9 enthält eine heiße Kathode 27» · \ die von einer Wehneltelektrode 28 und positiven Elek- ;

troden 29 und 30 gefolgt wird. Die Elektrode 30 wird durch einen Hohlzylinder 31 verlängert und durch ein Sndgitter 32 (Feldgitter) begrenzt. Dieses Gitter befindet sich -in einem Abstand von 3 mm von der äußeren Schicht 21 der Elektrodenscheibe. Auf dem Äußeren der Hülle. 10 be- \

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findliche Spulen 33 und 34 erzeugen im wesentlichen axiale i f magnetiscne Felder, die zusammen mit de durch die Elek-' troden 28, 2° und 30 gebildeten elektrostatischen Linsen zusammenwirkei., damit die durch die Kathode' 27 emetierten Elektronen einen Strahl sehr geringen Durchmessers ' bilden, der nahezu senkrecht auf der Elektrodenscheifee 17 auf trifft. Diese Elektroden sind an ein von einer Sparlnungsouelle 36 gespeistes Potentiometer 35 angeschlossen« Bezüglich der Kathode 27 können die Elektroden 28, 29 und 30 sich zum Beispiel auf den entsprechenden Potentialen -60V + 300V, + 270V befinden. Die Kathode - 27 ißt an das Ende 37 des Ausgangswiderstandes 25 gelegt. Der Punkt 37 bildet so den Y?rbindungspunkt zwischen dem Speisesystem des Ein^angsteils 8 und des Untersuchungsteils 9 der Röhre.

eines Zwei Paare vor. Spulen, von denen 1, 38, 39» in der Figur sichtbar ist, ermöglichen periodische Ablenkungen des Untersuchungselektrcrienstronenstrahls durch das magnetische Feld* das sie senkrecht zum Elektronenstrahl hervorrufen·

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Zwischen der Elektrodenscheibe 17 und dein feidritter 32 ist ein zweites feinmaschiges Gitter 40 angeordnet. Dieses Gitter, das durch den gleicherweise die Elektrodenscheibe stützenden Stützring 19 gestützt wird, ist mit dem Durchgangsstab 22a verbunden und befindet sich auf einem Potential, das zwischen dem der Elektrodenscheib.e und dem des Feldgitters liegt. Yifie oben ausgeführt, dient dieses Gitter 40,um die Arbeitsweise der Elektrodenscheibe zu stabilisieren, indem es das maximale Potential begrenzt, das die durch den Suchstrahl, abgetastete Fläche einnehmen kann. In den Höhren, die die bekannten Elektrodenscliei-. ben enthalten, muß man an dieses Gitter ein Potential von

- 10 ■-■' 15 T- bezüglich der Kathode der Elektronenquelle legen und das Gitter in einer Entfernung von etwa 0,1 mm von der Elektrodensoheibe anordnen. Die durch· die Erfindung herbei-

- gefLüirten Vorteile-ermöglichen es, dieses Gitter auf eine Spannungrvon + 60 V bezüglich der Kathode zu bringen und es in einer Entfernung von 0,5 mm von der Elektrodenscheibe anzuordnen, was deutlich zu den oben beschriebenen durch die Erfindung hervorgerufenen Vorteilen führt; Verringerung der" Ausgangskapazität, Erhöhung der maximalen Amp-litude des'Ausgangssignals* Diese beiden Umstände haben ' eine Taeträchtliehe Erhöhung des Verhältnisses Signal zu Ifeusehen ztxr folge und schließlich eine grÖSore Einfachhgit der Hontage der durch die Blektrodenscheibe 17 und das Stabalisaiionsgitter 40 gebildeten Anordnung.

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Die Erfindung, v/ie sie an dem sehr typischen Anwendungsbeispiel einer ^Bildaufnahmeröhre beschrieben wurde, ist nicht auf diese Höhrenart bejrenzt. Sine analoge Anwendungsform ce trifft Röhren, die X-strahlenempfindlich sind und u.a. in den Bile.eingan.\;steil einen Schiria enthalten, der die X-3 tr "^-lung Ir. sichtbares licht r^r.vandelt. Uin solcher fluoressie?re:::äar Schirr.: ist z.3. auf dinar isolierendem seLr dünnen Schicht auf der Seite angeordnet, die sich gegenüber der Fotokathode befindet. Außerdem befindet sich eine Anwendungsforra der Erfindung auch in elektrischen opeicherrÖhren. Dies ist verschieden von den oben beschriebenen Bildaufnahmeröhren dadurch, daS der eine Fotokathode und elektrostatische Linsen aufweisende Singan^steil durch eine Schreib-Elektronen'-jUQlle und Vorrichtungen zur Konzentration und zur Ablenkung ersetzt ist.

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Claims (1)

1. DM.*lng. Dipt. om. pMbL

   DIETWGH LEWINSKY

   PATENTANWALT 8 München 42-Gotthafdstr. 81

   Telefon 54 17 42

   5.5.1967 4535-II/De

   Oompagnie Francaise Thomson Houston-Hotchkiss Bi^andt 173, Boulevard Haussmanr., Paris 8e,- Frankreich (Seine)

   Patentansprüche:

   / 1«) Durch Sekundären¹.!sGion leitei.de Elektv« ••r^c'weVz^ , die aus einer" Haiiptschicat aus porösen: isolierenden üat.orial mit hoher Sekundäremission -besteht und sich in .Kontakt mit einer metallischen Ilenibran befindet, durch die hindurch sie eine Strahlung schneller 31el;troden a.ifnezinen kann, die in dem porösen I.Icrcerial Sekundär elektronen hervorruft, deren Auslösur. · ein ^iId vcn der crtliclien Dichte der Strahlung der schneller. Elektronen entsprechenden Ladungen, zu formen errc jlicht, wobei die nicht an der Membran anliegende Seite der porösen Schicht von einem Strahl langsamer Slektroner untersucht v/erden kar.n.,₌ dadurch gekennzeichnet, da;? die pore se Haupt schic at auf der nicht an der lleabran anliefe .den Seite zumindest von

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   einer zweiten porösen Schicht aus einem Material bedeckt wird, für das der Sekundäremissioriskoeffiaiöiit *·*"^Λ·ί* bei einer einfallenden Energie von Elektronen, die viöX ■ r Γ\«

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   größer als für das die Hauptschicht bildende Material' > ^ ν ist, allgemein den Wert 1 annimmt* * · *

   2* Elektrpdenscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennäeicU«⁴ net,/daß die die Häuptschicht bedeckende Schicht&u$ einem Material gebildet ist, das für einfallende Saer·* ,'#,. gien kleiner als 15eV einen Sekun'däremissionskoe'ffi'eieriten kleiner 0,7 darstellt..

   3v Elektrodensclieibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch zeichnet, ■". daß das Material der Haupt schicht jzu der aus Kaliumchlorid·, Bariumfluorid und Magnesiumfluorid

   de ten Gruppe gehört:. .- ,

   4. Elektrodenschexbe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Hauptschicht bedeckende Schicht zu "der aus Kalziumfluorid, Silizium und' Siliziummönoxyd ge-' bildeten Gruppe gehört* '

   5. Elektrodenscheibe'Wach Anspruch 1 bis 5». dadurch gekennzeichnet, daß die die abgetastete Seite bedeckende Schicht aus einem Metall axt einer Dicke in der Größenordnung Von

   besteht.

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   OWOlMAL "INSiPECTED.

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   β. Elektrodenscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Schicht aus einem Metall gebildet ist, das zu der aus Silber, Gold und Platin gebildeten Gruppe gehört.

   7.,' Elektrodenscheibe nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hauptschioht und der .zweiten Schicht eine poröse Schicht.angeordnet ist, die gleicherweise eine hohe Sekundäremission jedooh eine geringere Porösität als die Hauptschicht besitzt.

   8. Elektronenröhre, insbesondere Bildaufnahmeröhre und Röhre

   1 -

   zum elektrischen Signalspeichern, dadurch gekennzeichnet,,

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   daß sie eine durch Sekundäremission leitende Elektroden-

   scheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche enthält.

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