DE668909C - Verfahren zur Herstellung einer elektronenaussendenden Elektrode - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung einer elektronenaussendenden Elektrode Es ist bekannt, bei der Herstellung einer Elektrode von starker Emissionsfähigkeit, z. B. einer photoelektrischen Elektrode, von einer meistens aus Silber bestehenden Metallschicht auszugehen und diese an der Oberfläche oder ganz zu oxydieren, wonach die gebildete Metalloxydschicht der Einwirkung eines elektropositiven Metalles, z. B. eines Alkali- oder Erdalkalimetalles, ausgesetzt wird. Die Oxydation der Metallschicht erfolgt gewöhnlich durch Erhitzung des Metalls in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre oder mittels einer elektrischen Entladung in einer solchen Atmosphäre, wobei die oxydierende Metallschicht die Kathode bildet.
• Es hat sich gezeigt, daß diesen Oxydationsverfahren verschiedene Nachteile anhaften. Es ist z. B. die Oxydation auf elektri.s.chem Wege praktisch auf die Oxydation von Silberschichten beschränkt. Bei Verwendung anderer Metalle, z. B. Kupfer und Nickel, werden häufig keine befriedigenden Ergebnisse erhalten. Wenn man die Metallschicht ganz zu oxydieren wünscht, und falls ,fiese auf einem isolierenden, z. B. gläsernen Rohr angebracht ist, so bereitet dieses Oxydationsverfahren Schwierigkeiten, da die Oxydation unregelmäßig und nicht an sämtlichen Punkten der Metallschicht gleich tief erfolgt. Hierdurch werden noch nicht oxydierte Teile der Schicht durch bereits ganz in Oxyd übergeführte Teile voneinander getrennt und vom Stromdurchlauf abgeschlossen, was die weitere Oxydation zwar nicht unmöglich macht, aber doch erschwert. Falls sich die Metallschicht, die man ganz in ein Metalloxyd überzuführen wünscht, nicht auf einer isolierenden, sondern auf einer metallenen Unterlage befindet, so bringt die unregelmäßige Oxydation der erstgenannten Metallschicht den Nachteil mit sich, daß entweder diese Schicht nicht ganz oxydiert oder auch die Unterlage an verschiedenen Punkten in Oxyd umgewandelt wird. Auf diesen Nachteil stößt man z. B., wenn man eine dünne Silberschicht, die auf eine Kupfer-oder Nickelschicht aufgebracht ist, zu oxydieren wünscht. Das vorhandene Kupfe-bzw: Nickeloxyd neben dem Silberoxyd bereitet Schwierigkeiten bei der Einwirkung des elektropositiven Metalls auf das Silberoxyd. Solche Nachteile treten auch auf, wenn die Metallschicht durch Erhitzen in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre oxydiert wird.
• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer hoch emittierenden, .z. B. einer photoelektrischen Elektrode, bei der eine Metalloxydschicht gebildet wird, die der Einwirkung eines elektropositiven Metalls, z. B. eines Alkali- oder Erdalkalimetalls, ausgesetzt wird, und sie bezweckt die Beseitigung der vorgenannten Nachteile.
• Gemäß der Erfindung wird die Metal oxydschicht dadurch gebildet, daß das dies bezügliche Metall außer Berührung mit der Unterlage angeordnet wird, auf der die Oxydschicht gebildet werden müß, wonach in der Entladungsröhre eine Entladung in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre zustande gebracht wird, bei der das genannte Metall nur als Kathode dient und die Stelle dieses Metalls sowie auch die Stromstärke derart gewählt werden, daß vom genannten- Metall :Metallteilchen zerstäuben, die sich mit dem Sauerstoff verbinden und auf der erwähnten Unterlage als eine Metalloxydschicht absetzen. Man hat festgestellt., daß sich auf diese Weise die vorgenannten Nachteile beseitigen lassen. Die Erfindung ist namentlich für diejenigen photoelektrischen Elektroden wichtig, die für Licht durchlässig sein müssen und bei denen die Metalloxydschicht auf einer aus Glas öder derartigem für Licht durchlässigem Material bestehenden Unterlage gebildet werden müß und so dünn gemacht wird, daß die Elektrode für Licht durchlässig ist.. Die nach der Erfindung hergestellten Elektroden können nicht nur als photoelektrische Elektroden, sondern auch auf nichtphotoelektrischem Wege, z. B. durch Zusammenstoß mit Elektronen oder Ionen (Sekundäremission), zur Emission gebracht werden.
• Die Erfindung wird an Hand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert: In Fig. z ist eine photoelektrische Zelle mit einer aus Glas bestehenden Wand r dargestellt. Auf dem Füßchen 2 ist ein von einem Isolierröhrchen 3 umgebener, z. B. aus Molybdän bestehender Metallstab q: befestigt, an dessen Ende sich ein Silberblöckchen 5 befindet, Das Füßchen trägt auch ein kurzes Stäbchen 6, das ebenso wie der Stab q. mit einem Stromzuführungsdraht verbunden ist. In den gegenüber dem Füßchen liegenden Wandteil ist ein Stromleiter 7 eingeschmolzen, der an der inneren Seiteder Wand anliegt.
• Nachdem die Zelle evakuiert worden ist, wird ein wenig Stuerstoff z. B. unter einem Druck von o,i fm in die Zelle eingeführt, wonach zwischen dem Silberblöckchen 5 (als Kathode) und dem Stab 6 (als Anode) eine elektrische Entladung zustande gebracht wird. Die Stromstärke wird derart. eingestellt, daß das Silberblöckchen 5 zerstäubt und sich auf der Wand der Zelle eine Silberoxydschicht 8 bildet. In bestimmten Fällen sind z. B. mit Stromstärken von' einigen Milliampere vorzügliche Ergebnisse erzielt worden. Es zeigt sich, daß die Silberoxydschicht sehr regelmäßig ist, und daß die . Dicke der Schicht dadurch geregelt werden @a,a`nh, daß man die Entladung kürzere oder " ere Zeit dauern läßt.
• :`@e"fachdem die Silberoxydschicht 8 gebildet worden ist; wird der restliche Sauerstoff aus der Zelle entfernt und Cäsium oder ein anderes Alkalimetall in die Zelle eingeführt, das man auf bekannte Weise mit dem Silberoxyd reagieren läßt. Hierbei kann von dem photoelektrischen Metall in einem mit dem Röhreninnern in Verbindung stehenden Seitenbehälter eine so geringe lbZenge frei gemacht werden, daß die ganze Menge des Metalls von der photoelektrischen Elektrode aufgenommen werden kann. Die Dosierung des photoelektrischen Metalls kann mittels einer bestimmten Menge eines adsorbierenden Stoffes erfolgen, an dem sich das photo@ elektrische Metall adsorbiert und aus dem es durch Erhitzung oder durch eine kontrollierte Zerlegung; etwa durch Elektrolyse oder Bestrahlung, frei gemacht wird. Das Silberoxyd wird reduziert, wobei eine aus einem Gemisch von Silberteilchen, Cäsiumteilchen und Cäsiumoxydteilchen bestehende Schicht gebildet wird, auf der sich auch eine dünne Cäsiumschicht absetzt. Gegebenenfalls kann ein Überschuß an Cäsium aus der Zelle entfernt oder in der Zelle gebunden werden.
• Der in die Wand eingeschmolzene Draht 7 bildet den Stromleiter der auf diese Weise hergestellten photoelektrischen Elektrode. Die Kathode ist so dünn ausgebildet, daß sie für Licht durchlässig ist, so daß die auf die Zelle auftreffenden Lichtstrahlen bis an die innere Seite der Kathode durchdringen können; wie bei den bereits bekannten lichtdurchlässigen Photokathoden. Es ist dann auch nicht erforderlich, ein Fenster in der Kathode auszusparen. Falls man die Bildung einer leitenden Schicht auf dem Füßchen zu vermeiden wünscht, so kann man es bei der Herstellung der Kathode auf bekannte Weise mittels eines Schirenes abschirmen.
• Die photoelektrische Elektrode der Zelle nach Feg. :2 wird auf der halbzylindrischen Platte 9 gebildet. Diese besteht aus Kupfer und ist auf dem Füßchen 2 befestigt. Auf diesem Füßchen ist auch die Elektrode zo befestigt, die aus einem versilberten Molyb:dänstäbchen besteht. Nach Evakuierung der Zelle wird Sauerstoff eingeführt und zwischen der Platte 9 als Anode und dem Stab 1o als Kathode eine Entladung herbeigeführt, und zwar mit einer solchen Stromstärke, daß die hohle Seite der Platte 9 mit einer Silberoxydschicht überzogen wird, die nachher auf die beschriebene Weise der Einwirkung des elektropositiven Metalls ausgesetzt wird. Die Platte 9, die bei der Bildung der Silberoxydschicht eine positive Spannung in bezug auf die Elektrode io erhält, hat bei normaler Verwendung der Zelle gerade ein negatives Potential in bezug auf die Elektrode io.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung einer elektronenaussendenden Elektrode in einer elektrischen Entladungsröhre,bei dem. eine Meta.lloxydsch.icht gebildet wird, die der Einwirkung eines elektropositiven Metalls, z. B. eines Alkali- oder Erdalkalimetalls, ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall der Metalloxydschicht außer Berührung mit der Unterlage, auf der die Metalloxydschicht gebildet werden muß, angeordnet- und dann in der Entladungsröhre in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre eine solche Entladung zustande gebracht wird, bei der das genannte Metall nur als Kathode dient und die Stelle dieses Metalls und auch die Stromstärke der Entladung derart gewählt werden, daß vom genannten Metall Metallteilchen zerstäuben, die sich mit dem Sauerstoff verbinden und auf der erwähnten Unterlage unmittelbar als eine Metalloxydschicht absetzen. z. Verfahren zur Herstellung von Photokatholden nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloxydschicht auf einer aus Glas oder derartigem für Licht durchlässigem -Material bestehenden Unterlage gebildet und so dünn gemacht wird, daß die Elektrode für Licht durchlässig ist.