DE2554461C2

DE2554461C2 - Verfahren zum Herstellen einer wenigstens ein Alkalimetall enthaltenden Photokathode

Info

Publication number: DE2554461C2
Application number: DE19752554461
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Phys.Dr.rer.nat. 7900 Ulm Gordan
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-12-04
Filing date: 1975-12-04
Publication date: 1985-10-24
Also published as: DE2554461A1

Description

tall freigesetzt, und zwar in sehr hoher Reinheit, da es ja bereits Ober längere Zeit bei etwa den gleichen Temperaturen entgast worden ist

Anhand des nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erklärt

Zur Herstellung einer Cäsiumschicht auf dem PhotokathodenträgeF wurde ein Reaktionsgemisch von Cs₂CrO₄ und Silizium verwendet

Dieses Reaktionsgemisch wurde im Hochvakuum bei einer Temperatur von etwa 650° C viele Stunden, bevor- to zugt etwa 18 Stunden, erhitzt und alle bei diesen Temperaturen frei werdenden Verunreinigungen werden abgesaugt Dabei wurde noch kein nennenswerter Betrag von Cäsium freigesetzt Anschließend wurde das Reaktionsgemisch kurzzeitig, insbesondere etwa 10 Sekünden, auf ca. 1000° C im Hochvakuum aufgeheizt und dann wieder abgekühlt, wobei es im Hochvakuum belassen wurde. Dieses so behandelte Reaktionsgemisch wurde dann auf eine Temperatur zwischen 550 und 650⁰C erhitzt und gab nunmehr beträchtliche Mengen an sehr reinem Cäsium in Form von Cäsiumdämpfen frei. Dieser Cäsiumdampf wurde auf den Photokathodenträger geleitet und schlug sich darauf nieder. Die so hergestellte Cäsiumschicht hatte eine sehr hohe Reinheit, was sich in einer erhöhten Empfindlichkeit der er- findungsgemäß hergestellten Photoktihode bemerkbar macht Es ist darauf zu achten, daß die bei der Verdampfung des Alkalimetalls zwecks Niederschlagen der Photokathodenschicht angewendeten Temperaturen keinesfalls höher sind als die Temperaturen, die bei dem Langzeit-Entgasungsprozeß angewendet wurden. Bevorzugt sollen die Verdampfungsteniijeraturen geringfügig unter den Entgasungstemperaturen liegen.

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Claims

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bestehen. Die Verdampfung erfolgt bei der Ümwand-

Patentansprüche: lungstemperatur. Reaktionsgemische aus Cäsiumdi-

chromat und Silizium oder Bor sind aus der US-PS

1. Verfahren zum Herstellen einer wenigstens ein 1835118 für thermionische Kathoden von Vakuum

Alkalimetall enthaltenden Photokathode, bei dem 5 röhren bekaimt

ein ein Alkalisalz und ein Reduktionsmittel enthal- Für die Herstellung von Photokathoden, wie sie in

tendes Reaktionsgemisch im Hochvakuum zunächst elektronenoptischen Röhren, wie z. B. Bildwandlerröh-

bei einer ersten Temperatur von 400⁰C bis 750⁰C ren, Verwendung finden, werden Alkalimetalle, wie Na-

entgast wird, ohne daß das Alkalimetall in nennens- trium, Kalium und Cäsium verwendet, die in meist sich

wertem Maße verdampft, und dann auf eine um to wiederholenden Schritten als dünne Schichten auf den

100⁰C bis 700⁰C erhöhte zweite Temperatur aufge- Photokathodenträger aufgedampft werden. Wegen der

heizt wird, wodurch eine Umwandlung des Reak- großen chemischen Empfindlichkeit der Photokatho-

tionsgemisches erfolgt, und bei dem anschließend denoberflächen gegen Verunreinigungen durch Fremd-

das entsprechende Alkalimetall verdampft und auf stoffe, wie Wasser, Sauerstoff oder Kohlenoxid ist es

dem Photokathodenträger niedergeschlagen wird, 15 von großer Bedeutung, daß diese Alkalimetalle in gro-

dadurch gekennzeichnet, daß die Behänd- ßer Reinheit aufgedampft werden, was z. B- auch erfor-

lung mit der erhöhten zweiten Temperatur so kurz- ,derlich macht, daß bei dem Verdampfen ολΛ Alkalime-

zeitig vorgenommen wird, daß eine Umwandlung tails keine Restgase auftreten. Da Alkalimetalle an sich

des Reaktionsgemisches stattfindet, jedoch noch sehr reaktionsfreudig sind, bereitet die Herstellung von

kein Alkalimetall in nennenswertem Maß verdampft» 20 Photokathoden aus den vorstehenden Gründen große

und daß dann bei einer dritten Temperatur, die Schwierigkeiten. Es ist bekannt, bei der Herstellung von

gleich oder kleiner ist als die erste Temperatur, aus Photokathoden Reaktionsgemische zu verwenden, die

dem umgewandelten Reaktionsgemisch das entspre- aus einem Alkalimetallsalz und eine 31 Reduktionsmate-

chende Alkalimetall verdampft und auf dem Photo- rial bestehen. Beim Erhitzen zwecks Verdampfung die-

kathodenträger niedergeschlagen wird. 25 ses Reaktionsgemisches erfolgt bei höheren Tempera-

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- türen eine Reaktion zwischen dem Alkalisalz und dem

zeichnet, daß die erste Temperaturbehandlung bei Reduktionsmaterial, wodurch das elementare Alkalime-

600⁰C bis 700⁰C, insbesondere bei etwa 650⁰C, vor- tall freigesetzt wird und verdampft Bei diesen in Frage

genommen wird. kommenden Verdampfungstemperaturen besteht je-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- 30 doch die Gefahr, daß außer dem Alkalimetall auch andekennzeichnet, daß die zweite Temperaturbehand- re Stoffe, die die Photokathodeneigenschaften negativ lung bei 800⁰C bis 1200° C, insbesondere etwa beeinflussen können, mitverdampfen.

1000⁰C, vorgenommen wird. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Temperatur- 35 dahingehend zu verbessern, daß die Herstellung von behandlung bei Temperaturen zwischen 500⁰C und Photokathoden sehr hoher Reinheit möglich ist
650⁰C vorgenommen wird. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst
dadurch gekennzeichnet, daß die erste Temperatur- Der wesentliche Vorteil des beschriebenen Verfahbehandlung über eine Zeit von 30 Minuten bis 40 rens besteht darin, daß das zur Alkalibedampfung ver-20 Stunden, insbesondere 2 bis 10 Stunden, durchge- wendete Reaktionsgemisch vor dem eigentlichen Verführt wird. dampferverfahren im Hochvakuum bei Temperaturen

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, entgast werden kann, die in etwa den Temperaturen dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Tempera- entsprechen, die später beim eigentlichen Verdampturbehandlung bei Temperaturen von 800⁰C bis 45 fungsvorgang benötigt werden. Durch genügend lange 1200⁰C etwa 2 bis 30 Sekunden, insbesondere etwa Erhitzung auf diese Temperatur kann erreicht werden, 10 Sekunden, lang vorgenommen wird. daß all die Materialien, die bei einem späteren Verdampfungsvorgang stören würden, bereits vorher aus

dem Reaktionsgemisch entfernt weröen, was aber eben

50 nur dann möglich ist wenn die dabei verwendeten Temperaturen wenigstens so hoch sind, wie die später bei

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum der Abdampfung verwendeten Temperaturen. Dabei Herstellen einer wenigstens ein Alkalimetall enthalten- soll aber noch keine Verdampfung des Alkalimetalls erden Photokathode, bei dem ein ein Alkalisalz und ein folgen, zumindest keine nennenswerte Abdampfung.
Reduktionsmittel enthaltendes Reaktionsgemisch im 55 Durch einen an den Entgasungsprozeß anschließen-Hochvakuum zunächst bei einer ersten Temperatur von den Aktivierungsprozeß, bei welchem das Reaktionsge-400⁰C bis 750⁰C entgast wird, ohne daß das Alkalimetall misch einer wesentlich erhöhten Temperatur, bevorzugt in nennenswertem Maße verdampft, und dann auf eine von 800⁰C bis 1200⁰C, insbesondere 1000⁰C, im Hochum 100⁰C bis 700⁰C erhöhte zweite Temperatur aufge- vakuum ausgesetzt wird, wird eine Umwandlung des heizt wird, wodurch eine Umwandlung des Reaktlons- μ Reaktionsgemisches bewirkt, und zwar in der Weise, gemisches erfolgt, und bei dem anschließend das ent- daß bei einem nachfolgenden Erhitzungsvorgang bei sprechende Alkalimetall verdampft und auf dem Photo- der gewünschten Abdampftemperatur von bevorzugt kathodenträger niedergeschlagen wird. 550 bis 650" C das Alkalimetall nunmehr verdampft

Ein solches Verfahren ist aus der US-PS 36 58 713 wird. Diese sogenannte Aktivierungsbehandlung bei erbekannt. Bei dem bekannten Verfahren kann die Entga- 65 höhter Temperatur erfolgt nur sehr kurzzeitig, bevorsung des Reaktionsgemisches bei 600° C und die Um- zugt über einen Zeitraum von 10 Sekunden. Bei dem Wandlung bei 90O⁹C vorgenommen werden. Das Reak- nun folgenden Abdampf Vorgang bei gewünschten Abtionsgemisch kann aus Alkalichromaten und Silizium dampftemperaturen wird das entsprechende Alkalime-