DE967684C

DE967684C - Verfahren zur Herstellung einer photoempfindlichen Schicht aus einem Alkalimetall und einem mit diesem eine Legierung bildenden Metall

Info

Publication number: DE967684C
Application number: DEC3109A
Authority: DE
Inventors: Alfred Sommer
Original assignee: Cinema Television Ltd
Current assignee: Cinema Television Ltd
Priority date: 1938-12-15
Filing date: 1950-10-03
Publication date: 1957-12-05

Description

Verfahren zur Herstellung einer photoempfindlichen Schicht aus einem Alkalimetall und einem mit diesem eine Legierung bildenden Metall Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen von Verfahren zur Herstellung photoempfindlicher Schichten und betrifft besonders ein Verfahren zur Herstellung Alkalimetall enthaltender Schichten.
Es sind Verfahren zur Erzeugung lichtempfindlicher Schichten für Photozellen bekanntgeworden, nach welchen Caesium oder Rubidium auf eine Schicht von Antimon oder Wismut aufgedampft wird und danach eine Legierungsbildung zwischen den beiden :Metallen durch Erwärmen eingeleitet wird. In einem weiteren bekannten Verfahren zur Herstellung einer photoempfindlichen Schicht wird auf eine Grundschicht aus Silber, die einer Behandlung mit Sauerstoff -unterzogen wurde, eine Caesiumschicht aufgedampft, die anschließend mit einer Antimon- oder Wismutschicht abgedeckt wird.
Schließlich wurde auch schon ein Verfahren zur Herstellung von Photozellen beschrieben, nach dem auf eine Glasunterlage der Reihe nach die Schichten von Caesium und Antimon aufgebracht werden. Hierbei wird die Glasunterlage während des Aufbringens der Antimonschicht an einer bestimmten Stelle, die als Fenster dienen soll, erwärmt.
Es wurde nun gefunden, daß die Empfindlichkeit der auf diese Weise erzeugten Photoschicht oft erst längere Zeit nach der Erwärmung ansteigt und häufig nicht den Erwartungswert erreicht. Ein Erklärungsversuch für diese Erscheinung besteht darin, daß die- Legierung sich zwar oberflächlich in dem richtigen stöchiometrischen Verhältnis ausbildet, hierdurch aber die Diffusion des Alkalimetalls in tiefere Schichten stark behindert wird, so daß auch durch längere Behandlung mit Alkalimetall keine gleichmäßige Zusammensetzung in einem für technische Prozesse angemessenen Zeitraum erfolgt. Eine solche Hemmung könnte auch dann eintreten, wenn das Antimon vorher verunreinigt oder oberflächlich oxydiert war, wie dies bei bekannten Photozellen zuweilen absichtlich geschieht, um eine bestimmte spektrale Empfindlichkeit zu erzielen. Gerade bei Vorhandensein von Oxydhäuten auf dem Antimon scheint die Diffusionsgeschwindigkeit des Alkalimetalls und damit die Gleichmäßigkeit der fertigen Schicht sehr stark herabgesetzt zu werden, wobei sich eine verminderte Empfindlichkeit der Photoschicht ergibt.
Die Erfindung beruht nun auf der Überlegung, daß es .eine optimale Diffusionstemperatur gibt, bei welcher das Gleichgewicht zwischen der Zersetzung der Legierung durch Herausdampfen von Caesium und der Bildung einer stabilen chemischen Verbindung durch die richtige Wahl der Temperatur so eingestellt werden kann, daß eine möglichst große Diffusionsgeschwindigkeit des Alkalimetalls in das Innere des Antimonmetalls erzielt wird.
Außerdem liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß die angestrebte Diffusionsdurchmischung .der Metallpartner, welche die lichtempfindliche Schicht erzeugen sollen, und die mit einer gleichmäßig hohen Empfindlichkeit verbundene gute Homogenität der herzustellenden Schicht um so schneller und sicherer erreicht werden, je enger die Metalle miteinander in Berührung gebracht werden.
In dem Verfahren zur Herstellung einer photoempfindlichen Schicht aus einem Alkalimetall, z. B. Caesium, und einem mit diesem eine Legierung bildenden Metall, z. B. Antimon, werden daher erfindungsgemäß das Alkalimetall und das mit diesem zu legierende Metall abwechselnd auf eine Unterlage nnedergeschlagen, wobei die Temperatur der Unterlage während des Niederschlagens der beiden Metalle zwischen 140 und 19o° C gehalten wird, worauf die erzeugte- Schicht getempert und mit Sauerstoff empfindlich gemacht wird.
Zur Herstellung einer Photozelle, die eine primäre photoempfindliche Kathode und einen Elektronenvervielfacher enthält, wird das Verfahren gemäß der Erfindung mit besonderem Vorteil angewendet. Hierbei -werden die Elektroden des Vervielfachers Stufe für Stufe oxydiert und danach mit Caesium behandelt, um sie sekundäremittierend zu machen. Die Herstellung der Photokathoden erfolgt dann in der durch das erfindungsgemäße Verfahren angegebenen Weise.
Die innerhalb der angegebenen Spanne einzuhaltende Temperatur ist etwas von dem stationären Dampfdruck des Caesiums in .dem Gefäß abhängig, in dem der Niederschlag ausgeführt wird. Dieser Druck wird nicht durch die Temperatur, sondern durch andere Faktoren bestimmt, z. B. durch die Größe der Einschnürungen zwischen Gefäß und Caesiumbehälter und zwischen Gefäß und Pumpensystem.
Während der Destillation des Caesiums wird die Antimonschicht auf .einer solchen Temperatur gehalten, daß sich das Caesium nicht als eine Schicht auf der Oberfläche kondensiert, sondern in das Innere der Schicht hineindiffundle:rt. Die so erzeugten zusammenbesetzten Schichten wenden für kurze Zeit getempert und dann mit Sauerstoff in bekannter Weise sensibilisiert.
Es kann bequem oder vorteilhaft sein, statt des Antimons irgendein anderes Metall zu verwenden, das eine Legierung mit Alkalimetall bildet, besonders z. B. Wismut oder Arsen, wobei die Temperatur, auf der die Schicht beim Niederschlagen des Alkalimetalls gehalten wird, notfalls geeignet abgeändert werden kann.

Claims

PATENTANSPRUCH:. Verfahren zur Herstellung einer photoempfindlichen Schicht aus-. einem Alkalimetall, z. B. Caesium, und einem mit diesem eine Legierung bildenden Metall, z. B. Antimon, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetall und das mit diesem zu legierende Metall abwechselnd auf eine Unterlage niedergeschlagen werden, wobei die Temperatur der Unterlage während des Niederschlagens der .beiden Metalle zwischen 140 und 19o° C gehalten wird, worauf die erzeugte Schicht getempert und mit Sauerstoff empfindlich gemacht wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 634 o26, 656 524, 713 401 ; britische Patentschriften Nr. 46o o12, 479733; de B o er, »Elektronen-Emission und Adsorptionserscheinungen« (I937), S.166 und 253/254 Journal of Technical Physics, VII (1937), S. 18/I9.