DE886341C

DE886341C - Elektronenemittierende Elektrode

Info

Publication number: DE886341C
Application number: DEP5034A
Authority: DE
Inventors: Cornelis Frederik Veenemans
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1944-01-17
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1953-08-13

Description

Elektronenemittierende Elektrode Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronenemittierende Elektrode, die aus einem leitenden Träger und einer dünnen Schicht eines Isolators, wie z. B. Oxyden oder Verbindungen. von Metallen, wie Magnesium, Aluminium, Beryllium od. dgl., aufgebaut ist, an welcher eine aus einem oder mehreren Oxyden und Metallen der Alkali- oder Erdalkalimetalle bestehende Schicht adsorbiert sein: kann. Weiter bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Elektrode und auf eine diese Elektrode enthaltende Entladungsröhre.
Eine aus einem Träger von Aluminium, Magnesium, Silicium oder Beryllium bestehende und mit einer dünnen Oxydschicht des gleichen Metalls überzogene Elektrode, auf welcher Oxydschicht dann eine Schicht Ca-esiumoxyd-Caesium angeordnet ist, ist in der Literatur bereits ausführlich beschrieben worden. Diese- Elektrode wird dadurch erhalten, daß das Grundmetall oberflächlich oxydiert und daß auf die Oxydschicht dann auf an sich bekannte Weise eine Caesiumschicht aufgedampft wird. Nach den Angaben der Literatur hat diese Elektrode eine sehr ;hohe Sekundäremission mit zwei besonderen Eigenschaften, die darin bestehen, daß die Emission besonders stark ist (etwa zooo Sekundärelektronen je Primärelektron wird angegeben) und eine gewisse Trägheit hat, d. h. daß der Sekundärstrom in manchen Fällen viele Stunden weiterfließt, nachdem der Primärstrom umgeschaltet worden ist.
Es ist auch bereits bekannt, daß bei einer solchen Elektrode die Oxydschicht auf dem Träger nicht durch einfaches Oxydieren des Grundmetalls, sondern dadurch erhalten wird, daß z. B. Magnesiumoxyd auf geeignete Weise mit einer Hochspannungsentladung behandelt wird, wodurch eine Magnesiumoxydschicht mit Kornstruktur entsteht, die weniger Trägheit als die auf dem vorerwähnten Weg erzielte Oxydschicht besitzt. Es sei bemerkt, daß bei diesen Versuchen kein Caesiumoxyd-Caesium vorgesehen wurde. Angestellte Untersuchungen haben gezeigt, daß wesentliche Verbesserungen einer Elektrode von der vorerwähnten Zusammensetzung erzielbar sind, wenn man gemäß der Erfindung eine Elektrode verwendet, die aus einem leitenden Träger und einer sehr dünnen Schicht eines Isolators mit einer lockeren Struktur aufgebaut ist, die durch Aufdampfen einer entsprechenden Verbindung in einer Gasatmosphäre oder durch Aufrauchen- erzielt worden ist, an welcher Schicht ein Alkali- oder Erdalkalimetall und -oxyd adsorbiert sein kann..
Es hat sich erwiesen, daß eine solche Elektrode eine sehr geringe Trägheit hat, so daß sie in Verstärkerröhren verwendbar ist, wobei dann der austretende Strom leicht steuerbar ist; es ist nicht unwahrscheinlich, daß diese Trägheit mit der Struktur der isolierenden Zwischenschicht zusammenhängt. Es zeigt sich nämlich, daß die lockere Struktur, die durch Aufdampfen in einer Gasatmosphäre oder durch Aufrauchen erhalten wird, in dieser Beziehung eine wesentliche Verbesserung ergibt. Wo z. B. bekannte Elektroden, wie vorerwähnt, praktisch nicht als Kathode in einer gesteuerten Röhre verwendbar sind, hat eine Elektrode nach der Erfindung den Vorteil, daß sie his zu Frequenzen z. B. von ios Hz keine merkliche Trägheit hat.
Die Stoffe, aus denen diese Kathode aufgebaut ist, können sehr verschieden sein. Der Träger besteht z. B. aus einem der bekannten Trägermetalle, wie Nickel, Wolfram, M lybdän, gegebenenfalls Kupfer und Legierungen dieser Metalle. Die sich auf dem Träger befindende Schicht muß aus einem Isolierstoff: bestehen, der durch Aufdampfen oder Aufrauchen aufgetragen wird. Dafür kommen insbesondere Oxyde von Silicium, Magnesium, Beryllium, Zirkonium, Aluminium und ferner Cärbonate, Silicate oder andere Verbindungen dieser und sonstiger Elemente in Betracht. Eine auf diese Weise aufgebaute Elektrode hat bereits eine brauchbare Emission; bei Verwendung in einer Entladungsröhre zusammen mit einem oder mehreren Gittern, von denen das erste Gitter sich in einem Abstand von 0,5 mm von der emittierenden Elektrode befindet, wobei zwischen. diesen Elektroden eine Spannung von 250 bis 300 Volt angelegt wird, erhält man einen Strom von iä mA/cm2. Die Zündung der auf diese Art und Weise gebildeten Elektrode kann dadurch stattfinden, daß sie während kurzer Zeit mit dem Licht eines Kohlenbogens bestrahlt wird. Eine leichtere Zündung wird erzielt, ,venn man die Isolierschicht noch mit .einer Schicht Alkali- oder Erdalkalioxyd und Metall, z. B. Caesiumoxyd-Caesium, überzieht; die Zündung erfolgt dann bereits durch Belichtung mit einer Flamme, einer Glühlampe od. dgl. Überdies werden bei der auf diese Weise aufgebauten Elektrode auch stärkere Ströme erzielt, z. B. schon bei i50 Volt 1o mA/cm2. Ein. einfaches Verfahren, mittels dessen eine erfindungsgemäße Elektrode herstellbar ist, ist folgendes: eine Platte aus Kupfer, Nickel, Wolfram, Molybdän oder einem ähnlichen Metall wird in den Rauch brennenden Magnesiums gehalten. Infolgedessen entsteht auf der Platte eine sehr dünne Schicht Magnesiumoxyd (Gewicht z. B. o,i mg je cm2). Der auf diese Weise zusammengesetzte Körper wird in eine elektrische Entladungsröhre zusammen mit einem oder mehreren Gittern und einer Anode eingeführt; dann wird entgast und entlüftet, worauf die Magnesiumoxydschicht auf bekannte Weise mit Caesiumoxyd-Caesium überzogen wird. Eine etwa eintretende unerwünschte Aktivierung der Anode und der Gitter kann in an sich bekannter Weise durch eine Erhitzung dieser Elektroden beseitigt werden. Die auf diese Weise erhaltene Elektrode ist nach geeigneter Aktivierung als kalte Kathode in einer Vakuumröhre verwendbar, da zwischen dieser Elektrode und einer anderen ihr gegenüber angeordneten, auf höherem Potential befindlichen Elektrode ein leicht steuerbarer Elektronenstrom weiterfließt, nachdem sie während kurzer Zeit belichtet worden ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE; 1. Primärelektronenemittierende Feldelektrode für elektrische Entladungsröhren, die aus einem leitenden Träger und einer Schicht aus einer gut isolierenden Verbindung aufgebaut und gegebenenfalls mit einem Gemisch eines Erdalkali-Alkalioxyds und Metall überzogen ist, dadurch .gekennzeichnet, daß die aus einer gut isolierenden Verbindung bestehende, sehr dünne Schicht, Gewicht etwa 0,i mg/cm2, eine lockere Struktur hat, die durch Aufdampfen dieser Verbindung in einer Gasatmosphäre oder durch Aufrauchen entsteht.
2. Elektrode nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht aus einem oder mehreren Oxyden, Silicaten oder Carbonaten von Magnesium, Silicium, Aluminium, Beryllium oder Zirkonium besteht.
3. Elektrode nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper aus Kupfer, Nickel, Wolfram, Molybdän oder -einem ähnlichen Metall besteht. q..
Elektrode nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Verbindung mit einem Gemisch von Caesiumoxyd und Caesium überzogen ist.
5. Elektrische Entladungsröhre mit einer Elektrode nach Anspruch 1, 2, 3 oder .4, einem oder mehreren Gittern. und einer Anode.
6. Verfahren zur Herstellung einer Elektrode nach Anspruch 1, 2, 3 oder ¢, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tragkörper mit dem aus brennendem Magnesium entwickelten Rauch überzogen, dann in einer Entladungsröhre untergebracht und darin auf an sich bekannte Weise mit Caesiumdampf in Berührung gebracht wird. Angezogene Druckschriften: Bruining, . Die Sekundärelektronenemission fester Körper, Berlin 1942, S. 47 bis 51; französische Patentschrift Nr. 827 o22, .