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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.
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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.
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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..
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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.
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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.