DE875689C

DE875689C - Sekundaeremissionsschicht fuer Prallelektroden

Info

Publication number: DE875689C
Application number: DEL4393D
Authority: DE
Inventors: Fritz Falke
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1942-06-28
Filing date: 1942-06-28
Publication date: 1953-05-04

Description

Sekundäremissionsschicht für Prallelektroden In der letzten Zeit haben Sekundäremissionsschichten, die aus Legierungen von Erdalkaliinetallen mit Schwerm,tallen bestehen und die nach einer Glühbehandlung im Hochvakuum einen großen el:ulidäremissionslcoeffizieliten besitzen, immer mehr an Bedeutung gewonnen.
Die Erfindung betrifft eine zur Aussendung von Sekundärelektronen geeignete Schicht, insbesondere für Prallelektroden von ein- und mehrstufigen Elektronenvervielfachern, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Zu dieseln Zweck sind bisher Emissionsschichten aus Cäsium. Cäsiumoxyd und Silber oder aus Magnesium bzw. Magnesiumlegierungen oder aus Beryllium bzw. Berylliumlegierungen benutzt worden. Als Legierungsbestandteile wurden basische Metalle, beispielsweise Kupfer, Nickel oder Silber, verwendet. Eine solche Legierung besteht beispielsweise aus 30 % Magnesium und 70 % Kupfer. Diese Emissionsschichten haben den Nachteil, daß sie unter Einwirkung von Luft bzw. Sauerstoff oder Kohlendioxyd nicht beständig sind und nur eine geringe Temperaturbeständigkeit besitzen.
Gemäß der Erfindung wird nun für die Sekundäremissionsschicht von Prallelektroden metallisches Cer bzw. Lanthan oder eine Cer- bzw. Lanthanlegierung, insbesondere mit Kupfer, Nickel. Silber oder Gold benutzt. Die Legierung enthält bis zu -.o °/o, vorzugsweise o,5 bis 2,5 % Cer oder Lanthan. Beispielsweise besteht die Schicht aus ,5 % Cer und 97,5 % Kupfer.
Die neuen Sekundäremissionsschichten zeichnen sich durch eine sehr gute Luft- und Temperaturbeständigkeit aus: weiterhin lassen sie sich verhältnismäßig einfach formieren. Durch Versuche ist festgestellt worden, daß eine derartige Emissionsschicht selbst bei Luftzutritt von langer Dauer, beispielsweise von mehreren Tagen, noch wirksam ist.
Die beiden Metalle Cer und Lanthan können auch gemeinsam mit Nickel oder Kupfer in einer Lernären Legierung verwendet werden.
Die Elektronenausbeute von Sekundäremissionsschichten wird durch das Verhältnis der austretenden Elektronen zu den auftreffenden Elektronen ausgedrückt. Dieses Verhältnis liegt bei Prallelektroden .aus einer Cer- bzw. Lanthanlegierung bei einer Geschwindigkeit der auftreffenden Primärelektronen, die einer Spannung von Zoo V entspricht, bei 5 bis g. Das gleiche gilt für Prallelektroden, :die mit einer komplexen oder oxydierten Cer- bzw. Lanthanschicht bedeckt sind. Bei einer Elektronengeschwindigkeit, die einer Spannung von 5oo bis 8oo V entspricht, ergibt sich ein Sekundäremissionsfaktor von io bis 16.
Das Mengenverhältnis von Cer und Lanthan oder beider zusammen zu den Schwermetallen, beispielsweise Kupfer oder Nickel, ist nicht kritisch, so daß selbst bei einem Gehalt der beiden seltenen Erdmetalle von ungefähr i °/o die vorstehend angeführten Ausbeuten erreicht werden.
Die neuen Schichten werden nach folgendem Verfahren hergestellt: Die aufgedampften Lanthan-und Cerschichten bzw. die Legierungen werden einem Formierungsprozeß unterworfen, in dem die Prallelektroden auf q.oo bis 5öo° bei Drücken in der Größenordnung von io-4 mm Quecksilbersäule oder niedrigeren Drücken etwa 2o bis 6o Minuten erwärmt werden. Die Herstellung der Sekundäremissionsschichten kann in einem besonderen Vakuumgefäß erfolgen.
Nach der Formierung haben die Cer- und Lanthanschichten bzw. die Legierungen die vorstehend angegebene hohe Elektronenausbeute. Die bestimmenden Faktoren für die Größe des Sekundäremissionskoeffizienten sind die Verbindungen des Cers und Lanthans mit den bei der Erwärmung frei werdenden oder sonst noch im Entladungsgefäß vorhandenen Gase. Cer und Lanthan scheiden bei der Erwärmung aus der Legierung teilweise aus und ,gehen sofort mit den anwesenden Gasen Verbindungen ein, die hauptsächlich ein Gemisch von Nitriden und Oxyden darstellen, weiterhin sind bei diesen Verbindungen Carbonate, Hydroxyde und Hydride vorhanden. Infolge des niedrigen Dampfdruckes dieser Verbindungen sind die so gebildeten Schichten bis zu Temperaturen von goo bis i ooo° beständig.
Sollte die Emissionsfähigkeit der Schicht nach der Fertigstellung des Vakuumgefäßes, beispielsweise des Vervielfachers, durch Luftzutritt nachlassen, so kann die Abnahme der Leistungsfähigkeit durch kurzes Ausheizen der Schicht im Hochvakuum vollkommen rückgängig gemacht werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Sekundäremissionsschicht für Pra:llelektroden, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus den Oxyden, Hydroxyden; Hydriden, Nitriden und/oder Carbonaten des Cer und Länthan besteht.
2. Verfahren zur Herstellung einer Sekundäremissionsschicht nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus metallischem Cer oder Lanthan bzw. den Legierungen dieser Metalle mit Kupfer, Nickel, Silber oder Gold mittels der aus den Verbindungen frei werdenden oder im Entladungsgefäß vorhandenen Gase gebildet wird.
3. Verfahren zur Herstellung einer Sekundäremissionsschicht nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung bis zu 40 °/o, insbesondere o,5 bis 2,5 % Cer oder Lanthan bzw. Cer und Lanthan enthält. q.. Verfahren zur Herstellung einer Sekundäremissionsschicht nach den Ansprüchen-,> und 3; dadurch gekennzeichnet, daß die aufgedampften Metallschichten oder die Legierungen einem Formierüngsprozeß unterworfen werden, in dem sie bei Drücken von io--4 mm Quecksilbersäule oder niedrigeren Drücken auf etwa 400 bis 50o° erwärmt werden. 5. Verfahren zur Herstellung einer Sekundäremissionsschicht nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Schicht in einem besonderen Vakuumgefäß erfolgt.