DE826042C - Photozelle zur Aufnahme von langwelligen Lichtsignalen - Google Patents

Description

• Photozelle zur Aufnahme von langwelligen Lichtsignalen Untersuchungen über den langwelligen selektiven Photoeffekt an überschußhalbleitern haben ergeben, daß bei derartigen Stoffen die Elektronenemission auf zweistufigen lichtelektrischen Prozessen beruht. Unter Überschußhalbleitern sind dabei komplexe Halbleiterschichten zu verstehen mit einem stöchiometrischen Überschuß der elektropositiven Komponente. Bei derartigen Schichten wird ein Elektron z. B. durch einen ersten Lichtimpuls aus einem Erzeugungszentrum in das sog. Leitungsband gehoben und in besonderen Energieniveaus der Oberfläche gebunden. Durch einen zweiten Lichtimpuls wird das Elektron dann von dort emittiert. Von besonderer Bedeutung ist dabei die weitere Erkenntnis, daß die erwähnten Energieniveaus ein zulässiges Energieband für den zweidimensionalen Bereich der Oberfläche bilden und so eine Oberflächenleitfähigkeit vermitteln, so äaß Elektronen, die an einer bestimmten Stelle einer Photokathode durch lichtelektrische oder thermische Erregung in das Oberflächenband; gelangen, sich über die ganze Oberfläche der Photokathode ausbreiten und durch Einstrahlung an einer anderen Stelle der Photokathode emittiert werden, können.
• Diese Erkenntnisse haben zum Bau einer Photozelle geführt, welche gemäß der Erfindung mit einer Photokathodenschicht aus einem Überschußhalbleiter versehen ist, aus welcher durch eine auf einen Teil ihrer Fläche wirkende Erregung (Hilfslicht) Elektronen aus den Erregungszentren in das Oberflächenband gehoben und von einem anderen Teil ihrer Fläche durch dort einfallendes Licht (Signallicht) emittiert werden, welches allein eine Elektronenmission nicht bewirkt. Die Wellenlänge des Hilfslichts oder die Temperatur einer thermischen Hilfserregung werden dabei so gewählt, daß in dem Teil der Photokathode, in dem sie wirksam sind, nur durch sie eine Elektronenemission hervorgerufen wird, während die Wellenlänge des Signallichts so groß gewählt werden kann, daß es in dem von ihm bestrahlten Teil der Photokathode keine Elektronenemission hervorruft, wenn es ohne die Hilfserregung verwendet wird. Für die Hilfs-und Signalströme werden zweckmäßig besondere Anoden vorgesehen, welche eine getrennte Abnahme der beiden Ströme gestatten.
• Derartige Photozellen weisen auf der langwelligen Seite ihres Energiebereichs eine erhöhte Empfin.dlichkeit auf, die zudem noch durch Veränderung des Hilfslichts gesteuert werden kann. Im Gegensatz dazu kann die Empfindlichkeit der üblichen Photozellen nicht beeinflußt werden.
• In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele, des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar in Fig. i und 2 zwei Photozellen, bei denen die Elektronen durch Lichteinstrahlung erregt und zur Emission gebracht werden, und in F ig. 3 eine Photozelle, bei welcher die Elektronen thermisch erregt und durch Lichteinstrahlung emittiert werden.
• In Fig. i veranschaulicht i eine Photokathode, die beispielsweise mit einer mit Cäsium behandelten Bariumchloridschicht überzogen sein kann. Auf diese Photokathode wird in der Richtung des Pfeiles 2 ein kurzwelliges Hilfslicht und in der Richtung des Pfeiles 3 ein langwelligeres Signallicht eingestrahlt. Durch das Hilfslicht werden, wie bereits erwähnt, Elektronen aus dem Erregungszentrum der Schicht in das Oberflächenband gehoben. Infolge der Leitfähigkeit im Oberflächenband breiten sich die Elektronen über die ganze Oberfläche- der Kathode i aus und werden durch das an einer anderen Stelle eingestrahlte Signallicht 3 zur Emission gebracht. Mit 4 ist eine Hilfsanode und mit 5 eine Signalanode bezeichnet, welche eine getrennte Abnahme der beiden Ströme gestatten. Durch ein weitmaschiges, für dampfförmige Formierungssubstanzen durchlässiges Netz 6 sind die beiden Räume mit den Anoden 4 und 5 elektrisch voneinander getrennt.
• Bei der Photozelle nach Fig. 2 ist die Kathode ; als doppelseitig formierte Platte ausgebildet. Sie wird auf einer Seite von dem Hilfslicht 8 und auf der anderen Seite von dem Signallicht 9 getroffen. In diesem Fall ist die Kathode 7 gleichzeitig eine elektrische Trennwand zwischen den Anoden io und i i.
• Die in Fig. 3 dargestellte Röhre weist einen Ansatz 12 auf, der innen ebenso wie ein Teil der Röhre selbst mit einer Kathodenschicht 13 bedeckt ist. Über den Ansatz 12 ist eine Heizwicklung 14 geschoben, welche bewirkt, daß in der Kathodenschicht 13 des Ansatzes 12 Elektronen durch thermische Erregung in das Oberflächenband gelangen, in dem sie sich dann auch zu dem Teil der Kathode 13 bewegen, der in der Röhre selbst liegt und durch das Signallicht i_3 bestrahlt wird. Die Hilfsanode ist in diesem Fall mit 16 und die Signalanode mit 17 bezeichnet, während durch ein zwischen Hilfs- und Signalanode liegendes Netz 18 wieder eine elektrische Trennung zwischen den beiden Anoden 16 und 17 vorgenommen ist.

Claims (9)

1. PATENTANSYRI`CHE: i. Photozelle, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Photokathodenschicht aus einem Überschußhalbleiter versehen ist, aus welcher durch eine auf einen Teil ihrer Fläche wirkende Erregung (Hilfslicht) Elektronen aus den Erregungszentren in das Oberflächenband gehoben und in einem anderen Teil ihrer Fläche durch dort einfallendes Licht (Signallicht) emittiert werden, welches allein eine Elektronenemission nicht bewirkt.
2. 2. Photozelle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erregung der Elektronen ebenfalls eine Lichteinstrahlung dient.
3. 3. Photozelle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung der Elektronen durch Wärme bewirkt wird.
4. 4. Photozelle nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit getrennten Anoden für die Hilfs- und Signalströme versehen ist.
5. Photozelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Anoden eine elektrische Trennwand angeordnet ist.
6. 6. Photozelle nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand aus einem weitmaschigen Netz besteht.
7. 7. Photozelle nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand durch die Photdkathode selbst gebildet wird, welche doppelseitig mit einer Photokathodenschicht versehen ist und auf deren eine Seite das Hilfslicht und auf deren andere Seite das Signallicht auftrifft. B.
8. Photozelle nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erregung der Elektronen durch Wärme eine Heizwicklung an einem Teil der Röhre angeordnet ist.
9. 9. Photozelle nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrische Schicht aus mit Cäsium behandeltem Bariumchlorid besteht.