DE868199C - Lichtelektrisch empfindlicher Koerper - Google Patents

Description

• Lichtelektrisch empfindlicher Körper Die Erfindung hat einen lichtelektrisch empfindlichen Körper zum Gegenstand, der sich von den bisher bekannten Stoffen dieser Art durch seine neue chemische Zusammensetzung unterscheidet. Unter lichtelektrisch empfindlichen Körpern sind hierbei diejenigen Stoffe zu verstehen, die in erster Linie als sogenannte Fotokathoden für Fotozellen dienen, die also einen sogenannten äußeren lichtelektrischen Effekt aufweisen, d. h. bei denen durch Bestrahlen mit sichtbaren oder unsichtbaren Lidhtwellen Elektronen aus den Atomverbänden frei gemacht werden, die in den freien Raum außerhalb des Körpers, z. B. in den luftleer gepumpten Raum eines Glasgefäßes, austreten, wo sie dann z. B. von einer ein Potential aufweisenden Elektrode angesaugt werden. Derartige Fotokathoden werden außer in den eigentlichen Fotozellen auch noch in Fernsehaufnahmeröhren mit Elektronenstrahlabtastung (lkonoskopen ) verwendet, ferner in Verstärkerröhren mit sogenannter Sekundäremmission usw. Lichtelektrisch empfindliche Körper finden aber auch in solchen Zellen Verwendung, wo die durch die Bestrahlung ausgelösten Elektronen nicht in den freien Raum austreten, sondern in eine unmittelbar auf dem lichtelektrisch empfindlichen Körper aufliegende Gegenelektrode gelangen. Hierunter gehören in erster Linie die Kontaktzellen, insbesondere die Sperrschichtzellen. Bei den Kontaktzellen ist die Gegenelektrode wie bei einem Kontaktdetektor als Nadel ausgebildet, die unter leichtem Druck an der Bestrahlungsstelle auf dem lichtelektrisch empfindlichen Körper, der hier z. B. Kristallform hat, aufliegt. Bei Sperrschichtzellen ist der lichtelektrisch empfindliche Körper normalerweise mit einer glätten Oberfläche versehen, auf der die Gegenelektrode in Form eines dünnen, strahlendurchlässigen Metallbelages aufliegt. Schließlich werden lichtelektrisch empfindliche Körper auch noch bei sogenannten Widerstandszellen benutzt; in diesem Falle ändert sich durch die Bestrahlung der Innenwiderstand des betreffenden Körpers.
• Für die vorstehend genannten Zwecke werden nun erfindungsgemäß als lichtelektrisch empfindliche Körper Germanium oder Zinn bzw. Verbindungen von Germanium oder Zinn mit Sauerstoff, Schwefel, Selen, Tellur oder Halogenen verwendet. Diese beiden Grundstoffe zeigen eine gute lichtelektrische Empfindlichkeit, die insbesondere um so weiter im ultraroten Gebiet liegt, j e höher das Atomgewicht des betreffenden Verbindungsstoffes ist. Außerdem sind diese Grundstoffe bzw: ihre Verbindungen preiswert herzustellen, bzw. sie kommen in Gestalt verschiedener natürlicher Kristalle vor. So lassen sich die notwendigen Zinnverbindungen z. B. in Gestalt von Zinnstein (Sn 02) oder von Zinnkies (Sn S4 Cut Fe) gewinnen; eine natürliche kristalline Germaniumverbindung ist ferner das Argyrodit (q. Ag2 S.GeS2).
• Soweit diese natürlich vorkommenden und ähnliche Kristalle der Zinn- oder Germaniumverbindüngen für Kontakt- oder Sperrschichtzellen verwendet werden, empfiehlt es sich, deren zunächst unregelmäßige Oberfläche durch Schleifen bzw. Polieren zu glätten.
• Derart glatte Oberflächen der genannten Stoffe lassen sich aber auch rein chemisch durch künstliche Herstellung erzielen, indem man die betreffende Metallverbindung auf einem Mutter- oder Fremdmetall aufwachsen läßt, vorzugsweise in Gestalt einer sehr dünnen Schicht, die man z. B. durch Behandeln einer Zinnplatte mit Sauerstoff oder Schwefel erhält.
• Besonders vorteilhaft ist es; die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Stoffe als Unterlage für eine dünne, insbesondere monoatomare Schicht eines Alkali- oder Erdalkalimetalls zu verwenden. Als solche Alkalimetalle kommen Kalium, Käsium, Rübidium und ähnliche geeignete Elemente in Betracht. Durch diese Alkalisdhichten wird die Austrittsarbeit der Elektronen vermindert; infolgedessen eignen sich diese Schichten in erster Linie füi- Fotokathoden; gegebenenfalls auch für Kontakt- und Sperrschichtzellen. Mit dieser geringen Austrittsarbeit läßt sich eine für viele Zwecke; z. B. für die Lichtsignaltechnik; .sehr wertvolle Steigerung der Ultrarotempfindlichkeit des Körpers durch Wahl von Verbindungsstoffen eines höheren Atomgewichtes erreichen.
• Für die meisten Anwendungszwecke des lichtelektrisch empfindlichen Körpers ist dessen Anbringung in einem Vakuum wichtig. Das gilt in erster Linie für die Verwendung als Fotokathode, d. h. in Fotozellen mit äußerem lichtelektrischem Effekt, ferner aber auch für Kontakt- und Sperrschiehtzellen; auch bei Widerstandszellen ist diese Maßnahme vielfach erwünscht.
• Weiterhin ist es vorteilhaft, den lichtelektrisch empfindlichen Körper der Zelle, insbesondere bei Kontakt- oder Sperrschichtzellen, chemisch möglichst rein zu halten, z. B. durch vorangehendes Erwärmen des Körpers und nachfolgendes Auspumpen im Zellengefäß oder andere, z. B. auch chemische Reinigungsmethoden. Schließlich kann man bei Verbindungen der neuen Grundstoffe ein sogenanntes Aktivieren zumindest der Oberfläche vornehmen, indem man den betreffenden Verbindungsstoff, z. B. Schwefel, im Überschuß zusetzt, z. B. auf dem Wege der Sublimation: Durch eine solche Sublimation kann im übrigen auch der Körper an sich schon hergestellt werden, d. h. auch die einfache Verbindung von Zinn bzw. Germanium mit Schwefel, Selen, Tellur od. dgl.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Lichtelektrisch empfindlicher Körper, insbesondere für Fotozellen, z. B. Sperrschicht-oder Kontaktzellen, sowie für Fernsehaufnahmeröhren, Sekundäremissionsröhren, usw., dadurch gekennzeichnet, daß er ganz oder teilweise aus einer Verbindung von Germanium oder Zinn mit Sauerstoff, Schwefel, Selen, Teilur oder Halogenen besteht.
2. 2. Lichtelektrisch empfindlicher Körper nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß er, zum mindesten an der bestrahlten Oberfläche, mit einer vorzugsweise dünnen, z. B. monoatomaren Schicht eines Alkali- oder Erdalkalimetalls, vorzugsweise Käsium, versehen ist.
3. 3. Lichtelektrisch empfindlicher Körper nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkali- oder Erdalkalischicht aufgedampft ist.