DE1639384C - Photokathode - Google Patents

Description

Dio vorliegende Erfindung bstrllTt eine Photo- um die emittierten Elektronen zu ergänzen. Wenn kathode mit einer Zinnoxidschicht und einer ein unannehmbarer Wechsel der Spannung auf der Antlmon-Alkalimetall-Photoernissionsschlcht. Pholokttthode wUhrend des Impulsos und eine sich

Bekannte Photokathoden dieses Typs sind die hieraus ergebende Defokussierung des Elektronen-Antirnon-Caeslum-Photokathode, die Antlmon-Ka- 8 bildes vermieden werden sollen, muß der Widerstand lium-Caesium-rPhotokathode und die Antimon-Ka- der Photokathode hinreichend klein sein, so daß das Hum-Natrium-Caeslum-Photokathode. Photokatho- Produkt aus dem Impuls-Spitzensitrom und dem den dieser Art werden z. B. in Bildwandlerröhren, Kathodenwiderstand kleiner ist als die höchste, noch Photovervlelfachern, Fernsehaufnahmeröhren u. dgl. tolerierbare Spannungsünderung auf der Kathode, verwendet. *o In anderen Füllen wird nn Elektroden, die sich

Photokathoden dieser Art sünd durch einen relativ in der Nöhe der Photokathode befinden, ein Spanhohen spezifischen Widerstand gekennzeichnet. Der nungsimpuls angelegt, so daß es möglich ist, daß der spezifische Widerstand liegt bei der Antimon- Emissionsstrom aus der Kathode nur wahrend eines Caesium-Photokathode in der Nilhe von 10« Ohm je bestimmten, sehr kurzen Zeitintervalls herausgezogen FlUchenquadrat, bei der Antimon-Kalium-Caesium- ig wird. Da die Kathode und irgendwelche benachbarten Photokathode nahe bei 10' Ohm je Flächenquadrat Elektroden einen Kondensator bilden, muß in den und bei der Antimon-Kalium-Natrium-Caesium- Kondensator und durch die Photokathode hindurch Photokathode in der Nähe von 10^s Ohm je Flächen- stets dann ein Strom fließen, wenn sich der Potentialquadrat. Der Ausdruck »Ohm je Flächenquadrat« unterschied zwischen den beiden Elektroden ändert, ist definiert als der Widerstund, den eine quadra- ao Während der Kondensatorladestrom durch die Katische Fläche einem zwischen gegenüberliegenden thode fließt, unterscheidet sich das Potential in der Rändern eines solchen Quadrates fließenden Strom Mitte der Kathode von der an ihren Rand angelegten entgegensetzt, wobei die Größe des Quadrates ohne Spannung. Daher ist während eines kurzen Zeitinter-Einfluß ist, da die Breite des Strompfades sich direkt valls nach Auftreten des Spannungsimpulses an der mit dessen Länge ändert und mit dieser stets as benachbarten Elektrode die Mitte der Photokathode gleich ist. einem Einschwingstoß in Gestalt des defokussieren-

Wenn eine Photokathode unmittelbar auf einer iso- den Spannungsimpulses ausgesetzt, welcher auf die lierenden Unterlage sitzt, beispielsweise auf einer angelegte Gleichspannung am Rand der Kathode ab-Glasfrontplatte einer Röhre, überdeckt sie gewöhn- klingt, und zwar mit einer Verzögerungszeitkonstante, lieh an ihrem Umfang eine leitende Schicht, die an 30 die gleich RC ist, wobei R der wirksame Kathodeneine Quelle eines geeigneten elektrischen Potentials, widerstand und C die wirksame Kapazität zwischen beispielsweise Masse, angeschlossen ist. Diese lei- dem Mittelbereich der Photokathode und der betende Schicht dient zur Ergänzung der Elektronen, nachbarten Elektrode, an die der Spannungsimpuls die während des Betriebes der Kathode durch Emis- angelegt wird, ist. Die Zeitdauer des aus der Photosion verlorengehen. Der verhältnismäßig hohe spezi- 35 kathode Elektronen ziehenden Spannungsimpulses fische Querwiderstand der Photokathode führt jedoch wird Impulsbreite genannt, manchmal auch Belichzu verschiedenen Schwierigkeiten. tungs- oder Expositionszeit. Wenn C im Bereich von

Eines dieses durch den relativ hohen spezifischen 10 bis 3OpF und die Impulsbreiten im Bereich .von Querwiderstand der Photokathode hervorgerufenen 10 Nanosekunden liegen, sollte der wirksame WiderProbleme ist ein relativ großer Spannungsgradient, 40 stand der Photokathode kleiner sein als 1000 Ohm der während des Betriebes über der Kathode ent- je Flächenquadrat.

steht. Dieser Spannungsgradient verzerrt ein in der Frühere Versuche, das Problem des verhältnis-

Nähe der Photokathode liegendes Fokussierungsfeld mäßig hohen spezifischen Querwiderstandes von solderart, daß die Sammelwirkung dieses Feldes beein- chen Photokathoden, bei denen am Anfang auf ein trächtigt wird und eine Verzerrung und Verluste der 45 Substrat bzw. eine Unterlage Antimon aufgebracht Bildauflösung im Elektronenbild die Folge sind. Zu wird, zu lösen, bestanden darin, eine leitende Unter-Röhrenarten, in denen die Elektronenfokussierung lage für die Photokathode vorzusehen. Diese Verkritisch und der erwähnte Spannungsgradient beson- suche waren jedoch nicht erfolgreich. Es ist nur ein ders unerwünscht ist, sind Bildröhren, Photo- einziges leitendes Material bekannt, welches die eremissions-Fernsehaufnahmeröhren und Photoröhren. 50 forderliche Querleitfähigkeit besitzt, wenn es so dünn

Die Größe des erwähnten Spannungsgradienten aufgetragen wird, daß es noch ausreichend lichtüber der Photokathode kann auf ein erträgliches durchlässig bleibt, nämlich Zinnoxid. Es hat sich Maß reduziert werden, wenn man die Emission von jedoch herausgestellt, daß durch das Zinnoxid solche der Kathode verringert. Eine solche Emissionsverrin- Photokathoden vergiftet werden, die während der gerung bedingt jedoch eine Herabsetzung der Stärke 55 Herstellung eine anfängliche Aufbringung von Antides Lichtes, dem die Kathode ausgesetzt wird. Diese mon erfordern und anschließend übermäßig auf eine Lichtverminderung' beeinträchtigt die Höhe der Temperatur von ungefähr 180⁰C erhitzt werden, wie Schirmausgangshelligkeit im Falle einer Bildwandler- es bei den hier betrachteten Photokathoden der röhre oder die Größe des Ausgangssignals im Falle Fall ist.
der Photoröhren oder Aufnahmeröhren. 60 Diese Vergiftung der Photokathode verringert ihre

Ein sich aus dem relativ hohen spezifischen Quer- Empfindlichkeit in untragbarer Weise,
widerstand von Photokathoden der hier betrachteten Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend

Art ergebendes Problem wird beim Betrieb einer die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden Röhre offenbar, bei welcher das an die Röhre an- und eine Photokathode anzugeben, die einen niedrigelegte Lichteingangssignal und die Photoemission 65 gen Querwiderstand hat.

von der Photokathode ein Impuls hoher Intensität Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Photoist. In solchen Fällen muß während eines jeden Im- kathode der eingangs genannten Art dadurch crmilses flinch die PhotokiUhode ein Strom Hießen, reicht, daß eine Antimonoxiilschicht zwischen der

Zinnoxidschleht und der Photoemiseionsschlcht an« Photokathode zur Erläuterung eines VJ[JJ""': Sordnet ist, Schrittes der Beschichtung einor OborflUch«der

Solche Photokothoden lassen sich ohne Schwierig- Unterlage mit Zlnnoxld wöhrond einer lirwarmunts koiten mit einem Flachenwiderstand von nur der Unterlage und ,,„!,,nneirht

100 Ohm herstellen und die unmittelbar auf der S Fig.5 eine teilweise schernatische Sc^hnuton»«ni Zinnoxidschicht befindliche Antimonoxidschicht Ibo- einer Vorrichtung, die zur Wldung Pinor Aniimon liert die Photokathode wirksam gegen Vergiftungen oxidschicht über einer mtt Zinnoxid besuhicnteten der Photoemissionsschicht durch das Zinnoxid. Unterlage geeignet 1st. iouhoden

Photokathoden, welche gemUß einem bevorzugten Photo- bzw. lichtelektrisch em.tiwrond» JgJ⁰"⁸" AusfUhrungsbelspiel der Erfindung hergestellt sind, io der Art, bei denen eine lichtelektrische hemc.ni ua 2nd daher duni einen spezifischen Querwiderstand durch gebildet wird, daß zuerst eine Schlclu aus gekennzeichnet, welcher so niedrig ist, daß irgendein Antimon auf eine Unterlag eau fg eb jchtwrd, nnüon Scnnenswerter Spannungsgradient Über die Kathode viele Anwendung^! e z. B. In ^JJhSfnahmS· und eine sich daraus ergebende Beeinträchtigung der emissions- oder l.chielektr sehen Fwsef»«'™"™ Fokussierung vermieden werden und daß eine genü- ι, röhren und Pfotoröhron. '"^ifcllt JStehe eine gend schnelle Elektronenergänzung stattfindet, wie Nah-Fokus-Bildröh e 10 «g^"¹· ÄJ, _aus fie für solche Photokathoden besonders vorteilhaft photoemissions- oder lichtelektrische Schient ist die mit relativ schnellen Impulsen betrieben wer- Antimon, Kalium und Caesium «"«"":. _{s jt} dt Zu diesen Vorteilen komm? noch eine merkliche Die Röhre 10 enthalt eine f^^T^J^C^_d,

Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit der hier be- ao wand, die durch zwe. Zylinder WJ'*,; rÄS Kathoden. Es findet eine Steigerung der dernn benachbarte End™ »«f '^£'_n' ,JJ. Empfindlichkeit von 10 Mikroampere je Lumen bei dichtung mit einem MeuJlnng 16^c «ⁿ _Wcrkeiner Kathode ohne Antimonoxidschicht bis zwi- Die Zylinder 12,14 bestehen aus isoiieanutm sehen 40 und 140 Mikroampere je Lumen im Falle stoff wie Glas oder Keramik. .

der Antimonoxidschicht statt. . *5 Mit dem freien, hnde ^ff^ _Anonl.

Fin weiterer Vorteil, der sich bei einer Antimon- hermetischer Abdichtung eine< ^e'ⁿ*Pnng oxidschicht über einer Zinnoxidschicht ergib,, liegt nung verbunden if^^ff^ÄSe Otasfrontin der Tatsache, daß der spezifische Widerstand der mit ^^^"^^ί _eien _Fnde de^{s Z}y^linders Zinnoxidschicht sich um einen Wert von etwa 5 bis platte 20 umfaßt. Au dem freien tnae y

etwa 10·/. vermindert. Diese Verminderung des ₃o 12 sitzt unter "emetischer AMicMung^in L/ifischen Querwiderstandes des Zinnoxids bringt einspringende Anordnung nut emern Meta verschiedene Vorteile mit sich. Sie erlaubt ohne Ein- 22 der eine öffnung aufwerst über weic

als Zinnoxid gekennzeichnet ist. Vtrrojbe haben «™ten· _Fronlpl_atte 20 trägt

£S3SSÜ5g£H ■ S¹SH=SS

Eine Erklärung kann dann hegen, daß sich zwischen ^^icn\^e": ^E'"^c _stehende erste Schicht 30 enthält

^alleri?e Erfindung soll nun an Hand eines bevorzugten Jg-^^^^ Ausführungsbeispiels erläutert werden. In der Ze.ch- •^gJ^J^^JJg¹',,; Antimon auf ein Substrat

nung zeigt . ... . j Unterlage aufgebracht und die Antimon-

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Nah-Fokus-B.ld- to^ «ne urne ^ ^ ^^^ _Schich

röhre mit einer Photokathode, AlVnlimetallcn aktiviert bzw. ansprechempfindhch

Fig. 2 eine vergrößerte Teilschnittansicht der ^Α3™^ Photokathode und ihrer Halteunterlage gemäß V™^™^^™ Zinnoxid Aufgebracht wird und

^Fi|^:₃ einen Querschnitt durch Fig.l längs der d^_o folgl^ ^^^Ά Ä ^ΕΐΤΛ³;ΐη_β Schnittansicht einer Unterlage für eine wurde) herausgestellt, daß das Zinnoxid die Photo-

kathode vergiftet, indem sie ihre Empfindlichkeit auf ein unannehmbares Maß herabsetzt.

Um diese Vergiftung der Photokathode zu verhindern, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Schicht 34 aus Antimonpxid (Sb₂Oj) zwischen die Zinnoxidschicht 30 und die Photoemissionsschicht 32 eingefügt. Die Antimonoxidschicht 34 weist vorzugsweise mehrere Unterschichten aus diesem Werkstoff auf. Für eine optimale Wirkungsweise kann die Antimonoxidschicht 34 von drei bis fünf solcher Unterschichten besitzen. Es ist anzunehmen, daß die erwähnten besten Betriebsergebnisse bei der Verwendung mehrerer Unterschichten auf einer Reduzierung der Poren oder Lunker in der Antimonoxid-Gesamtschicht 34 beruht, die durch die mehrfache Aufbringung des Antimonoxids bewirkt wird. Obwohl das Vorhandensein solcher Lunker in der Antimonoxidschicht 34 das Betriebsverhalten der Photokathode, beeinträchtigen, ist dieses ungünstige Betricbsverhalten doch wesentlich besser als in dem Fall, in dem die Zwischenschicht 34 aus Antimonoxid völlig fortgelassen würde. Obwohl also die Ausbildung der Schicht 34 in einer einzigen Aufbringung nicht so vorteilhaft ist wie bei einer Mehrzahl von Aufbringungen, kann in bestimmten Anwendungsfällcn auch eine einzige Schicht befriedigend sein. Eine Erhöhung der Zahl solcher Schichtaufbringungen auf mehr als fünf bringt allerdings keinen weiteren Vorteil. Selbstverständlich sollte bei Verwendung einer einzigen Schicht deren Dicke praktisch gleich der kombinierten oder Gesamtdicke der Unterschichten sein. Diese Gesamtdicke kann ungefähr zwischen 100 und 300 Angström liegen.

Um einen nahen Brennpunkt (Nahfokus) der Photoelektronen von der Photokathode 28 zu gewährleisten, sollten die freien Oberflächen der Photokathode und des Leuchtschirms 27 einen verhältnismäßig geringen Abstand zueinander aufweisen. Dieser Abstand kann ungefähr 2,5 mm betragen.

Wie am besten in F i g. 3 zu erkennen ist, enthält die Röhre 10 femer zwei AlkaHmetall-Erzeuger 36, 38. Jeder Erzeuger kann einen an sich bekannten länglichen metallischen Kanal aufweisen, welcher Werkstoffe enthält, aus denen die gewünschten Alkalimetalle erzeugt werden können. Beim vorliegenden Beispiel kann der Kanal des Erzeugers 36 Kaliumromat (gelbes Chromkali), Aluminium und WoIfjm enthalten, um Kalium zu erzeugen. Der Kanal Erzeugers 38 kann Caesiumchromat und Silizium r Erzeugung von Caesium enthalten. Wenn die 'etallkanälc erhitzt werden, z. B. durch Hindurchtcn eines elektrischen Stromes, reagieren die darin thaltencn Werkstoffe mit der Lieferung des genschtcn Alkalimetalle. Für diese Aufheizung der anale ist ein Ende eines jeden Kanals an den ctallring 16 angeschlossen, welcher geerdet sein nn. Die anderen Enden der Kanäle der üeneraton 36, 38 sind über Leitungen 40,42 mit geeigneten romqucllcn gekoppelt. Die Ausbildung der vermiedenen Schichten der Photokathode 28 einihlicßlich der Kalium- und der Caesiumschicht wcrcn unten erliUitcrt werden.

Wlthrend des Hetricbes der Röhre 10 arbeiten die holoknthodc 28 und der Leuchtschirm 27 mit einem iitiv hohen Spanminpsuntcrschicd. Das Potential et Kathode kann Masse sein, während die Span· ιΐιιιμ des 1 eiu'litschirmis ISO(K) Voll betragen kann, eine fast peschlovseiie Kammer gebildet wird, die gegen das von dem erwähnten Spannungsunterschied hervorgerufene, relativ hohe elektrostatische Feld abgeschirmt ist, ist der Ring 16 praktisch in der Ebene der Frontplatte 20 angeordnet und ragt in das Innere des Röhrenkolbens hinein, so daß er einen Zwischenraum teilweise einschließt, wie in F i g. 1 dargestellt ist. In diesem Zwischenraum befinden sich¹ die Alkalimetall-Erzeuger 36, 38. Diese Anordnung weist unter anderem den Vorzug auf, daß die Erzeuger davor bewahrt werden, durch das erwähnte elektrostatische Feld zu einer unerwünschten Erzeugung von Alkalimetall veranlaßt zu werden, und daß die Erzeuger dieses Feld nicht beeinträchtigen können. Der Spalt zwischen dem inneren Rand des

is Metallringes 16 und dem Flansch 18 sollte dazu ausreichen, daß die durch die Erzeuger 36, 38 erzeugten Dämpfe unbehindert in den Bereich zwischen den Frontplatten 20, 24 gelangen und sich auf der Photokathode 28 niederschlagen können. Dieser Spalt kann

ao etwa zwischen 1,3 und 3 mm breit sein.

Bei der Herstellung der Photokathode 28 (F i g. 1 und 3) werden bestimmte Schichten von dieser auf der Frontplatte 20 gebildet, bevor die Frontplatte in die Anordnung der Röhre 10 eingesetzt wird. Zu dieas sen vorher ausgebildeten Schichten gehören die Zinnoxidschicht 30, die Antimonoxidschicht 34 und die in der Photoemissionsschicht 32 enthaltene unoxydierte Antimonschicht. In der Zeichnung sind keine die verschiedenen Stoffe der Photoemissionsschicht 32 identifizierenden Lagen dargestellt, da es nicht bekannt ist, wie diese Stoffe in der Schicht 32 angeordnet sind. Es ist möglich, daß die verwendeten Stoffe in getrennte Körner oder sogar Molekel geformt sind, und sie können auch chemisch miteinander verbunden sein.

Die Schicht 30 aus Zinnoxid kann gebildet werden, indem man mittels einer Spritzeinrichtung 45 auf eine Oberfläche der Glasplatte 20 eine relativ niederviskose Lösung aus Zinnoxid in Alkohol aufsprüht,

«o wie in F i g. 4 dargestellt ist. Um zur Glätte der sich ergebenden Zinnoxidschicht beizutragen, erhitzt man wählend dieses Sprühvorganges die Glasplatte 20 auf eine Temperatur von ungefähr 500⁰C. Die Erhitzung kann mittels einer Widerstandsdrahtanordnung 46 er-

folgen, die in einer Ausnehmung in einem Stützteil 48 für die Glasfrontplatte angeordnet ist. Die Drahtanordnung 46 liegt an einer nicht dargestellten geeigneten elektrischen Stromquelle. Die Dicke der auf diese Weise auf einer Oberfläche der Glasplatte 20 geformten Zinnoxidschicht kann auf verschiedene Weise gesteuert werden. Eine Möglichkeit dazu besteht darin, eine bestimmte Menge einer Zinnoxids^hicht zu versprühen, welche empirisch ermittelt wurde, so daß sich die gewünschte Schichtdichte von

SS ungefähr 0,1 bis 1 um ergibt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Glasplatte 20 so zu lagern, daß man die Lichtabsorption durch diese Platte während des Sprühvorganges messen kann. Die Aufspritzung der Zinnoxidlösung auf die Glasplatte 20 kann bei Atmosphärendruck erfolgen.

Nachdem die Platte 20 mit Zinnoxid bis zu einer Dicke von ungefähr 0,1 bis 1 um beschichtet worden ist, wird die derart beschichtete Platte auf einen in Piß. S dargestellten Träger50 gelegt, und zwar so,

daU die Zinnoxidsehieht 30 sich auf ihrer Unterseite befindet. Der Träpcr 50 wird mil einer Glocke 52 umschlossen, die beispielsweise aus Olns besteht iiiul auf einem lisih 54 anpeordncl isi. mit dem sie unter

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hermetischer Abdichtung verbunden ist. Die Glocke 52 wird in geeigneter Weise durch eine Evakuierröhre 56 auf einen Druck von weniger als 10~⁶Torr leergepumpt.

Die Anschlußklemmen 58, 60 eines Heizfadens 62, der eine Masse 64 aus einer Flatin-Antimon-Legierung trägt, werden an eine geeignete Stromquelle angeschlossen, welche den Heizfaden auf eine Temperatur erhitzt, bei welcher ein Teil des Antimons von der Antimonlegierungsquelle, also der Masse 64, verdampft. Damit die Antimondämpfe zur Frontplatte 20 gelangen können, befindet sich im Träger 50 eine Ausnehmung 66, durch welche die Seite der Platte mit der Zinnoxidschicht freigelegt ist, wie in F i g. 5 dargestellt ist.

Wenn bei der Ausbildung der Antimonoxidschicht 34 (F i g. 2) fünf Einzelaufbringungen oder Unterschichten gewünscht werden, kann man jede Unterschicht aus Antimon in einer Dicke aufbringen, die gemäß einer Verminderung der Lichttransmission durch die Unterschicht bis zu einem Wert von 90°/o der ursprünglichen Lichttransmission vor Aufbringung der Unterschicht bemessen wird. Jedesmal, wenn die Aufbringung einer der fünf Unterschichten in Übereinstimmung mit dem oben Gesagten vollendet worden ist, wird bis zu einem Druck von 0,1 bis 1 Torr durch eine Leitung 67 Sauerstoff in die Glocke 52 eingeführt, und mittels einer Glimmentladung in der Sauerstoffumgebung wird die Antimonunterschicht oxydiert. Die Glimmentladung kann mit geeigneten elektrischen Elektroden 68, 69 bei einer Spannung von 400 bis 2000 Volt und einem Strom von ungefähr 5 bis 50 Milliampere durchgeführt werden. Die zu diesem Zweck an die Elektroden 68.69 angeschlossene Lcistungsquelle (nicht dargestellt) wird vorzugsweise so unterbrochen, daß sie zwischen 5 und 15 Impulse kurzer Dauer liefert.

Jedesmal wenn eine Antimomintcrschicht auf die Fronlplatle 20 aufgebracht und oxydiert worden ist, wird die Glocke 52 zur Vorbereitung der nächsten Antimonunterschicht bis auf einen Druck von weniger als l()^^u Torr leergepumpt.

Nachdem die fünfte Unterschicht aus Antimonoxid auf die mit Zinnoxid beschichtete Fronlplatte 20 zur Ausbildung der Schicht 34 (F i g. 2) aus Antimonoxid aufgebracht worden ist und nachdem der Druck in der Glocke 52 auf einen Wert von weniger als 10 "lon redu?ieit worden ist, wird auf die Antimonoxidschicht 34 eine letzte Schicht aus Antimon aufgebracht und /war bis zu einer Dicke, die durch eine Verminderung der l.ichlransmission von 50 bis 70"'ti der l.idittiunsmission vor der Aufbringung der letzten Anlimouschicht bestimmt ist. Diese letzte Antimonschii'hl wild nicht oxydiert.

Wenn zwei Unterschichten aus Antimonoxid gewtinscht werden, wird jede Antimonunterschicht in einer Dicke aufgebracht, die gemäß einer 5O"/oigen Vcifingerling der I.idittransmission durch die bcsdiiditcte Irontplattc bemessen ist. Dk- letzte Schicht aus unnxvdicrk'in Antimon besitzt jedoch die gleiche Πκ ki· iiitüMiängig da\on. ob sie über einer Antimono\i(Kiliii'lit gebildet wild, die mis fünf oder weniger UnteiM-hiihten besteht.

Wenn feniei ilie Antimonoxidsdiicht 34 aus drei οιΙιί viei Uniersi'hiditen bestehen soll, knnn man die Dicke jeder I inieisdiicht so bemessen, daß sie einer Verminderung der I iihllinnsmission entspricht, die /wischen ilen eiwalinlcn ¹Ki und 50⁰O der I.idittransmission liegt. Bei Verwendung von drei Schichten kann beispielsweise die Dicke einer jeden Schicht durch eine Lichttransmission von 76% bestimmt werden, während bei vier Unterschichten jede Unter-

schicht eine Dicke haben sollte, welche eine Licht-Iransmission von 86% erlaubt.

Nach Aufbringung der letzten, nicht oxydierten Schicht aus Antimon zur Bildung eines Teiles der Photoemissionsschicht 32 wird der Druck in der

ίο Glocke 52 bis auf Atmosphärendruck erhöht, und die Platte 20 mit der darauf befindlichen Zinnoxidschicht, der über der Zinnoxidschicht aufgebrachten Antimonoxidschicht und einer Schicht aus unoxydiertem Antimon über der Antimonoxidschicht wird aus der Glocke entfernt. Dadurch, daß die beschichtete Platte 20 der Luft ausgesetzt wird und daß sie unter Abdichtung mit dem Metallflansch 18 der Röhre 10 verbunden wird, werden die in Übereinstimmung mit dem Vorstehenden auf die Platte 20 aufgebrachten Schichten nicht beeinträchtigt.

Nachdem die beschichtete Frontplatte 20 in die Anordnung der Röhre 10 eingesetzt worden ist, wird die Röhre bis auf einen Druck von etwa 10~⁸Torr durch den Evakuierstutzen 26 evakuiert und unge-

a5 fähr I¹/. Stunden lang bei einer Temperatur von 200 bis 25O⁰C gebrannt. Während eine Röhrentemperatur von 16O⁰C aufrechterhalten wird, wird dann die Leitung 40 an eine Stromquelle angeschlossen, welche etwa 5 Ampere liefert und den Kanal des Erzeugers 36 erhitzt, so daß von diesem Kalium freigegeben wird, bis die Licht- oder Ansprechempfindlichkeit ein erstes Maximum erreicht. Danach wird die Leitung 42 an eine Stromquelle angeschlossen, die mit etwa fünf Ampere den Kanal des Erzeugers 38 erhitzt, und zwar bei der obengenannten Röhrentemperatur, so daß dieser Kanal Caesium abgibt, bis die Empfindlichkeit ein zweites Maximum erreicht. Nach einer Trennung der Leitungen 40, 42 von den erwähnten Stromquellen wird kein weiteres Kalium und Caesium mehr entwickelt. Die Röhre 10 wird dann bei einer Temperatur von mindestens 160° C gebrannt, bis die Photo- oder Lichtempfindlichkeit der Pholocmissionsschicht 32 einen weiteren Höchstwert erreicht. Danach wird die Röhre abge-

kühlt und ist fertig fiii den Gebrauch.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Photokathode mit einer Zinnoxidschicht und einer Antimon-Alkalimctall-Photoemissionsschieht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antimonoxidschicht (34) zwischen der Zinnoxidschicht (30) und der Photoemissionsschichl (32) angeordnet ist.

2. Photokalhodc nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der auf einem isolierenden '!'rager (20) angeordneten Zinnoxidschicht (30) etwa 0,1 bis 1 pm beifügt und die Dicke der Antimonoxidschichi (34) derart gewählt ist, daß die Lidittiansmission des unoxydicrlen Antimons annähernd 50% der Transmission des isolierenden Trägers (20) und der Zinnoxidschieht (30) vor dem Aufbringen der AnIimonoxidsdiieht betrügt.

3. I'hoiokalhiiile nach Anspruch 2, dadurch gckenn/eichnei. daß die Antimonoxidsehidil zwei bis fünf I.ngen aus Anlimonoxid enthält.

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4. Verfahren zum Herstellen einer Photokathode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem transparenten, isolierenden Träger (20) eine 0,1 bis 1 μπτ dicke Zinnoxidschicht gebildet wird, daß auf die Zinnoxidschicht s eine Schicht (34) aus zwei bis fünf Lagen Antimonoxid in einer Dicke von 100 bis 300 A aufgebracht wird und daß dann auf der Antimonoxidschicht eine Photoemissionsschicht dadurch gebildet wird, daß auf die Antimonoxidschicht zuerst eine Schicht aus Antimon aufgedampft wird, deren Dicke so bemessen ist, daß die Lichtdurchlässigkeit zwischen etwa 50 und 70% der Lichtdurchlässigkeit des isolierenden Trägers, der Zinnoxidschicht und der Antimonoxidschicht beträgt, und auf die Antimonschicht mindestens ein Alkalimetall aufgedampft wird.

5. Verfahren zum Herstellen einer Photokathode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem transparenten, isolierenden Träger(20) bei Atmosphärendruck eine Zinnoxidschicht (30) gebildet, daß auf die Zinnoxidschicht

bei einem Druck von höchstens 10-° Torr eine erste Lage aus Antimon aufgedampft wird, daC diese Lage in einer Sauerstoffatmosphäre mil einem Druck von 0,1 bis I Torr oxydiert wird, daß auf die oxydierte erste Antimonlage bei einem Druck von höchstens 10~^e Torr eine zweite Lage aus Antimon aufgedampft wird und diese in einer Sauerstoffatmosphäre mit einem Druck von 0,1 bis 1 Torr oxydiert wird, daß dann auf die so gebildete Antimonoxidschicht (34) bei einem Druck von höchstens 1O^-" Torr eine Antimonschicht aufgedampft wird und daß diese Antimonschicht bei einem Druck von höchstens 10-*Torr mindestens ein Alkalimetall aufgedampft wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5 zur Herstellung einer Photokathode für eine Elektronenröhre, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der Schichten aus Zinnoxid (30), Antimonoxid (34) und Antimon außerhalb des Kolbens der Elektronenröhre erfolgt und daß das Aufdampfen des Alkalimetalls innerhalb des Röhrenkolbens durchgeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen