DE750047C - Sekundaeremissionsfaehige Elektrode - Google Patents

Description

Es ist bekannt, sekundäremissionsfähige Elektroden in ^: der Weise herzustellen, daß auf eine oxydierte Silberoberfläche Cäsium aufgedampft und durch . Reaktion mit dem Silberoxyd wenigstens teilweise in Cäsiumoxyd verwandelt wird. Solche Elektroden geben bestenfalls 9 bis 10 Sekundärelektronen je auftreffendes Primärelektron ab, so daß zur Erzielung eines größeren Vervielfachungs-Verhältnisses eine mehrstufige Vervielfachung notwendig ist. Es ist auch bekannt, als sekundäremissionsfähige Oberflächenschicht Erdalkaliborate zu verwenden, wobei sich jedoch keine günstigeren Vervielfachungsfaktoren ergeben.

Es ist nun eine als anomale Sekundäremission bezeichnete Erscheinung· bekanntgeworden, welche mit einer, einzigen Prallelektrode mehrere hundert bis einige tausend Sekundärelektronen je auftreffendes Primärelektron zu erhalten gestattet. Die hierzu verwendete Prallelektrode besteht aus einer leitenden Unterlage, auf welcher eine mikroskopisch dünne Isolierschicht und darüber eine Alkalimetalloxydschicht aufgebracht ist.

Man nimmt an, daß die Alkalimetalloxydschicht beim Auftreffen eines Primärelektronenstrahles sich positiv gegen die leitende Unterlage auflädt und dadurch aus letzterer Elektronen freimacht, welche zu den an der Alkalimetalloxydoberfläche selbst ausgelösten Sekundärelektronen hinzukommen. Als leitende Unterlage wurde Aluminium benutzt, während die Isolierschicht durch Oxydation des Aluminiums gebildet wurde. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung einer solchen sekundäremissionsfähigen Elektrode.

Gemäß der Erfindung besteht bei einer sekundäremissionsfähigen Elektrode mit dem Aufbauschema: Grundmetall, dünne Isolierschicht, sekundäremittierender Stoff die isolierende Zwischenschicht aus einem Erdalkaliborat oder einem Gemisch von mehreren Erdalkaliboraten und ist mit einem Überzug- aus Alkalimetall oder Alkalimetalloxyd, z. B. Cäsiumoxyd, bedeckt. Die Verwendung der gekennzeichneten Isolierschicht ergibt zunächst den Vorteil, daß man als Grundmetall nicht Aluminium zu verwenden braucht, sondern in dieser Hinsicht eine größere Freizügigkeit

hat und ζ. B. an dieser Stelle auch Nickel, Silber oder deren Legierungen verwenden kann. Ein weiterer Vorteil zeigt sich im Betriebe, da die erfindungsgemäß aufgebauten Elektroden weniger Eigengeräusche erzeugen und daher eine weitergehende Ausnutzung der Verstärkung erlauben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die sekundär-, ίο emissionsfähige Vervielfacherelektrode 7 be-, sitzt eine Unterlage 33 aus Nickel-, Aluminium-, Silber- oder Kupferblech oder aus einem anderen leicht entgasbaren Metall; die Unterlage kann auch aus einer Glasplatte bestehen, die mit einem Metall bedeckt ist, so daß eine leitende Oberfläche entsteht. Die Unterlage 33 trägt eine dünne isolierende Schicht 35, die im wesentlichen aus einem Erdalkaliborat besteht, beispielsweise Barium-., Strontium- oder Calciumborat oder Gemischen von diesen. Auf der Boratschicht ist eine sehr dünne Schicht 37 eines 'emissionsfähigen Metalls aus der Gruppe der Alkalimetalle oder aus einem Oxyd davon aufgebracht. Jede Schicht ist vorzugsweise nicht dicker als 0,025 mm. Die Erdalkaliboratschicht 3 5 kann vor dem Einbau der Unterlage 33 in die Röhre aufgebracht werden. Dazu kann die Unterlage 33 in ein entlüftetes Gefäß eingebracht werden, welches außerdem einen Heizfaden in spiralförmiger oder zylindrischer Anordnung enthält, zwischen dessen Windungen eine kleine Menge des geschmolzenen Borates | angeordnet ist, welches man durch Heizen I des Heizkörpers verdampft. Die Herstellung ' des Überzuges in einer besonderen Röhre er- j gibt den Vorteil, daß eine große Anzahl von Elektroden oder eine große Fläche, die später in die Elektroden zerschnitten wird, zu gleicher Zeit behandelt werden kann. Wenn man dagegen die Unterlage 33 in der fertig zusammengebauten Röhre überziehen will, ordnet man in der Nähe der Elektrode 7 einen Ansatz am Vakuumgefäß an, in dem der Hilfsheizkörper mit dem Borat untergebracht ist. Nachdem der Boratüberzug hergestellt ist, schmilzt man den Ansatz am besten ab. Nachdem die mit dem Borat überzogene Elektrode 7 und die anderen Elektroden im Vakuumgefäß eingebaut sind, entlüftet man die Röhre sehr hoch und läßt dann eine geringe Menge eines Alkalimetalls, beispielsweise Natrium, Kalium, Rubidium oder Cäsium hineindestillieren; vorzugsweise verwendet man Cäsium. Der Cäsiumüberzug soll nicht dicker als vorzugsweise 0,025 ^niln sein; er kann auch nicht dicker als eine Lage von Molekülen sein. In diesem letzteren Fall ist der Überzug auf der Elektrode 7 wahrscheinlich nicht zusammenhängend, sondem besteht vielleicht aus einzelnen getrennten Metallmolekülea, die durch das Borat voneinander und von der Unterlage 33 isoliert werden.

Es kann auch sein, daß das Cäsium bis zu einem gewissen Grade in die Boratschicht eindringt. Die Begriffe Schicht oder Oberflächenüberzug u. dgl. sollen demnach nicht so aufgefaßt werden, daß sie etwas Zusammenhängendes und Homogenes bedeuten; sie sollen vielmehr in weiterem Sinne gelten.

Nach der Einführung des Alkalimetalls erhitzt man die Röhre vorzugsweise 10 Minuten lang auf 200" C und läßt sie dann wieder auf Raumtemperatur abkühlen. Nach dem Abkühlen läßt man reinen Sauerstoff in die Röhre ein und beläßt ihn darin einige Zeit, damit er mit dem Cäsium reagiert. Daraufhin wird die Röhre wieder so stark entlüftet, daß betriebsmäßig keine Ionisation auftreten kann. Die Alkalimetallschicht, die auf der Erdalkaliboratschicht 35 niedergeschlagen ist, wird hierbei vermutlich oxydiert, wodurch die Fähigkeit der Elektrode 7, echte Sekundär-■elektronen auszusenden, verbessert wird. Es sei darauf hingewiesen, daß das Erhitzen des Cäsiums und der mit Borat bedeckten Metallunterlage auch ohne die Einführung von Sauerstoff eine sekundäremissionsfähige Oberfläche ergibt, die bei weitem ergiebiger ist als die üblichen sekundäremissionsfähigen Schichten, wenn sie auch nicht so ergiebig ist wie eine gleiche Oberfläche, bei der das Alkalimetall oxydiert wurde.

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Sekundäremissionsfähige Elektrode mit einer Oberfläche nach dem Aufbauschema: Grundmetall, darauf eine dünn isolierende Schicht, darauf ein sekundär emittierender StoU", dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Zwischenschicht aus einem Erdalkaliborat oder einem Gemisch von mehreren Erdalkaliboraten besteht und sich auf dieser Schicht ein Überzug von Alkalimetall oder Alkalioxyd befindet.

   Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

   französische Patentschriften .. Nr. S07 669, 666222;

   Physical Rev., Bd. 49 (1936), S. 478 und Bd. 50 (193ÖJ, S. 48 bis 57.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen