JP2005326189A - 光電子測定装置および光電子測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】真空容器を不要にし、金属試料を含む一式を破壊せずに光の周波数毎に量子効率を求める。
【解決手段】蛍光灯ＦＬを収納する遮光箱１と、そのフィラメントＦに各周波数の単一波長の光を照射する光照射部２と、光照射時にフィラメントＦに発生する光電流の検出をする光電流検出部３と、その光を受光して光のエネルギーに応じた信号の検出をする受光検出部４と、光の周波数毎に、受光検出部４による検出結果から得られる信号のレベル値と、その光のエネルギーのうちフィラメントＦで吸収される光のエネルギーのレベル値とを対応付けて記憶する記憶装置６と、各周波数の単一波長の光照射毎に、光電流検出部３による検出結果から光電流のレベル値を得、受光検出部４による検出結果から得られる信号のレベル値に対応付けられる光のエネルギーのレベル値を記憶装置６から読み出して、量子効率を求める処理装置８とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属試料に各周波数の単一波長の光を照射して、その周波数毎の量子効率を求めることにより、金属試料の仕事関数を求めることを可能にする光電子測定装置および光電子測定方法に関するものである。

この種の従来の光電子測定装置および光電子測定方法としては、例えば特許文献１に仕事関数測定装置および仕事関数測定方法が開示されている。その仕事関数測定装置は、熱電子発生用のフィラメントと、熱電子加速用のエミッション電源と、加速熱電子によりヘリウムガスから陽イオンを生成するイオン化室と、陽イオン加速用のイオン加速電源と、試料を載置する試料ステージと、加速陽イオンを試料上の仕事関数測定点に向けるイオンビーム照射手段と、各種検出手段と、制御手段とを備えている。

上記各種検出手段としては、加速陽イオンの照射により試料から放出される２次電子を検出する２次電子検出器と、静電半球型エネルギーアナライザのような電子分光器とが使用されている。そして、上記制御手段は、上記電子分光器の出力に基づきエネルギースペクトルを得て表示手段に表示するようになっている。

このような従来の仕事関数測定装置ないし仕事関数測定方法によれば、表示手段に表示されるスペクトルから目視で、あるいは自動的に、試料の仕事関数測定点における仕事関数を求めることができる。
特開２００１−５０９１６号公報

ところで、試料を含む一式として、例えば、タングステンなどの金属からなり電子放出物質（エミッタ）が塗布されているフィラメントを金属試料として含む蛍光灯の場合、それらエミッタおよびフィラメントは放電とともに劣化し、劣化度合いに応じてエミッタおよびフィラメントの仕事関数が変化していく。このため、上記従来の仕事関数測定装置ないし仕事関数測定方法を利用して、エミッタおよびフィラメントの仕事関数を求めることにより、その金属試料の劣化度合いを判定することができる。

しかしながら、上記従来の仕事関数測定装置ないし仕事関数測定方法では、真空容器内にイオン化室および試料ステージなどが設けられるので、フィラメントを金属試料として含む蛍光灯などの場合には、蛍光灯を破壊してフィラメントを取り出さないと、試料ステージ上に載置することができないため、測定に際して破壊を伴うといった問題がある。

また、その問題を解決するため、フィラメントを含む蛍光灯のような大きな物でも試料ステージに載置することができるように、真空容器、イオンビーム照射手段および試料ステージなどを大型にすると、装置全体の価格が勢い高価となる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、真空容器を不要にすることができるとともに、金属試料に電気的に接続可能でその金属試料に光を照射することができるものであればその金属試料を含む一式を破壊することなく、光の周波数毎に量子効率を求めることができる光電子測定装置および光電子測定方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための請求項１記載の発明の光電子測定装置は、遮光性の隔壁により覆われた収納室を有し、この収納室内に金属試料が収納される遮光手段と、この遮光手段の収納室内に収納された金属試料に対して、各周波数の単一波長の光を照射する光照射手段と、前記金属試料に電気的に接続され、前記光照射手段から各周波数の単一波長の光が照射されたときに前記金属試料に発生する光電効果による光電流の検出をする光電流検出手段と、前記遮光手段の収納室内に収納されるとともに前記光照射手段に対して前記金属試料の後方に配置され、前記光照射手段からの各周波数の単一波長の光を受光してその光のエネルギーに応じた信号の検出をする受光検出手段と、前記光照射手段から照射される光の周波数毎に、前記受光検出手段による検出結果から得られる信号のレベル値と、その光照射手段から照射される光のエネルギーのうち前記金属試料で吸収される光のエネルギーのレベル値とを対応付けて予め記憶する記憶手段と、前記光照射手段から各周波数の単一波長の光が照射される毎に、前記光電流検出手段による検出結果から光電流のレベル値を得る一方、前記記憶手段に記憶された各光のエネルギーのレベル値のうち、前記受光検出手段による検出結果から得られる信号のレベル値に対応付けられる光のエネルギーのレベル値を読み出し、これら光電流のレベル値および光のエネルギーのレベル値から量子効率を求める処理手段とを備えることを特徴とする。

この構成では、金属試料に電気的に接続される光電流検出手段により、金属試料において光電効果により発生する光電流の検出をする一方、受光検出手段により、金属試料で吸収される光のエネルギーのレベル値を得るためのその光のエネルギーに応じた信号の検出をするので、真空容器を不要にすることができるとともに、金属試料に電気的に接続可能でその金属試料に光を照射することができるものであればその金属試料を含む一式を破壊することなく、光の周波数毎に量子効率を求めることができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の光電子測定装置において、画像表示用の画面を有する表示手段を備え、前記処理手段は、前記周波数毎の量子効率を基に、各照射光エネルギー値に対する各量子効率の平方根値のグラフを作成して前記表示手段の画面に表示することを特徴とする。この構成では、表示手段の画面に表示されたグラフから、目視により金属試料の仕事関数を求めることができる。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の光電子測定装置において、前記受光検出手段は、導電性セラミックにより構成され少なくとも前面に黒色の導電性塗料が塗布された検出素子と、この検出素子の出力電流信号を電圧信号に変換するＩ／Ｖ変換器と、このＩ／Ｖ変換器により変換された電圧信号を増幅して当該受光検出手段による検出結果とするロックインアンプとを備えることを特徴とする。この構成では、検出素子の少なくとも前面に黒色の導電性塗料が塗布されるので、光照射手段からの光の受光効率を高めることができる。

請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の光電子測定装置を用いて行われる光電子測定方法であって、前記遮光手段の収納室内に収納された金属試料に対して、前記光照射手段により所定周波数の単一波長の光を照射するステップと、前記光照射手段から前記所定周波数の単一波長の光が照射されたときに、前記光電流検出手段により前記金属試料に発生する光電効果による光電流の検出をするとともに、前記受光検出手段により前記光照射手段からの前記所定周波数の単一波長の光を受光してその光のエネルギーに応じた信号の検出をするステップと、前記処理手段により、前記光電流検出手段による検出結果から光電流のレベル値を得る一方、前記記憶手段に記憶された各光のエネルギーのレベル値のうち、前記受光検出手段による検出結果から得られる信号のレベル値に対応付けられた光のエネルギーのレベル値を読み出すステップと、前記処理手段により、前記光電流検出手段による検出結果から得られた光電流のレベル値と、前記記憶手段から読み出された光のエネルギーのレベル値とから、量子効率を求めるステップとを有し、前記光照射手段から照射される光の周波数毎に、前記一連のステップの処理を繰り返すことを特徴とする。この方法によれば、真空容器を不要にすることができるとともに、金属試料に電気的に接続可能でその金属試料に光を照射することができるものであればその金属試料を含む一式を破壊することなく、光の周波数毎に量子効率を求めることができる。

本発明によれば、真空容器を不要にすることができるとともに、金属試料に電気的に接続可能でその金属試料に光を照射することができるものであればその金属試料を含む一式を破壊することなく、光の周波数毎に量子効率を求めることができる。

（実施形態１）
図１は本発明による実施形態１の光電子測定装置の概略構成図、図２は同光電子測定装置の受光検出器の断面図（ａ）および一部拡大図（ｂ）である。

本実施形態１の光電子測定装置は、金属試料に各周波数の単一波長の光を照射して、その周波数毎の量子効率を求めることにより、金属試料の仕事関数を求めることを可能にするものであり、図１に示すように、遮光箱１と、光照射部２と、光電流検出部３と、受光検出部４と、記憶装置６と、表示装置７と、処理装置８とを備えている。なお、５は、光電流検出部３および受光検出部４に共用されるロックインアンプである。また、記憶装置６および処理装置８は、コンピュータ（各種インタフェースおよびＡ／Ｄ変換器などは図示省略してある）を構成するものである。

遮光箱１は、図１の例に示すように、蛍光灯ＦＬ（同図では直管型）のフィラメントＦ（電極）を金属試料とする関係上、蛍光灯ＦＬ一式を遮光性の金属の隔壁により覆う収納室１ａを有する形状に形成されている。具体例としては、一の開口を有する箱状のボディと、このボディの開口を開閉自在に閉塞するカバーとにより構成される。なお、遮光箱１は、上記のようないわゆるシールドボックスに限らず、例えば、外側が金属の隔壁であり内側が絶縁の隔壁である二重構造の隔壁により、蛍光灯ＦＬ一式を覆う収納室１ａを有する構造でもよい。

また、本実施形態１では、光照射部２を遮光箱１の外部に配置するため、遮光箱１の一部（カバーまたはボディ）に透光窓１ｂが設けられている。なお、光照射部２の出力と透光窓１ｂとの間の光路は例えば図示しない管などの遮光手段が介設され、透光窓１ｂ内へは光照射部２からの光のみが入光される。

光照射部２は、遮光箱１の透光窓１ｂを通して、遮光箱１の収納室１ａ内に収納されたフィラメントＦに対して、各周波数の単一波長の光を照射するものであり、光源２１と、分光器２２と、光チョッパ２３と、集光部２４とにより構成されている。

光源２１は、例えばＨｇＸｅ放電灯などの高演色性の放電灯により構成され、紫外から可視光までの範囲においてほぼ連続的（フラット）なスペクトル特性を有する光を放射するものである。

分光器２２は、回析格子やプリズムなどにより構成され、所定のケーブルＬ１を介して処理装置８と接続され、光源２１からの光を、その処理装置８からの制御信号により指示された所定周波数の単一波長の光に分光するものである。

光チョッパ２３は、いわゆる光学チョッパであって、分光器２２により分光されてフィラメントＦに向かう所定周波数の単一波長の光の光路を、一定周波数でチョッピング（開閉）するとともに、所定のケーブルＬ２を介して、その開、閉の各タイミングを示すチョッパ信号をロックインアンプ５に出力するものである。

集光部２４は、集光レンズにより構成され、光チョッパ２３からの所定周波数の単一波長の光を集光し、遮光箱１の透光窓１ｂを通して、その集光した所定周波数の単一波長の光をフィラメントＦの部分に効率的に照射するものである。

光電流検出部３は、光照射部２から各周波数の単一波長の光が照射されたときにフィラメントＦに発生する光電効果による光電流Ｉp の検出をするものであり、遮光箱１の孔１ｃから引き出された所定のケーブルＬ３を介してフィラメントＦの片側と電気的に接続され、フィラメントＦからの電流（Ｉp ）を電圧に変換するＩ／Ｖ変換器３１と、この出力に一の入力が接続されるロックインアンプ５とにより構成されている。なお、孔１ｃは、図示しないブッシングにより閉塞される。

そして、光電流検出部３としてのロックインアンプ５は、光チョッパ２３からのチョッパ信号による開のタイミングのとき、つまり光照射部２から所定周波数の単一波長の光が照射されたときに、Ｉ／Ｖ変換器３１を介して、フィラメントＦに発生する光電効果による光電流Ｉp を電圧で入力して電圧信号Ｖp に増幅することにより、光電流Ｉp の検出をする役割を担う。

受光検出部４は、光照射部２からの各周波数の単一波長の光を受光してその光のエネルギーに応じた信号の検出をするものであり、検出器４１と、Ｉ／Ｖ変換器４２と、ロックインアンプ５とにより構成されている。

検出器４１は、遮光箱１の収納室１ａ内に収納されるとともに光照射部２に対してフィラメントＦの後方に配置され、光照射部２からの各周波数の単一波長の光を、電流Ｉw で受光するものである。

具体例としては、図２に示すように、後方（同図では下方）に円状の開口４１１ａを有する有底筒状に形成され、前面部となる底部４１１ｂ中央に円状の窓孔４１１ｃを有するボディ４１１と、この開口４１１ａを閉塞する円盤状に形成され、中央に孔４１２ａを有する裏カバー４１２と、この孔４１２ａに挿入されて裏カバー４１２に固定されるコネクタ（同図ではレセプタクル型のＢＮＣコネクタ）４１３と、導電性セラミックにより窓孔４１１ｃを閉塞する円盤状に形成されて前面に黒色の導電性塗料４１５が塗布され、導電ペースト４１６により窓孔４１１ｃの縁部内面に貼着される焦電素子４１４と、この後面のほぼ全面に貼着され引出線Ｌ４１を介してコネクタ４１３の一方の接触子（中央ピン）４１３ａと電気的に接続される銅製の導体板４１７とにより構成されている。

上記導電性セラミックは例えばチタン酸バリウム（ＴｉＢａＯ₃ ）であり、上記導電性塗料は例えば導電性カーボン塗料であり、そして上記導電ペーストは例えば銀ペーストである。また、ボディ４１１および裏カバー４１２は、シールド効果を持たせるために例えば金属製であり、コネクタ４１３の他方の接触子と電気的に接続される。

Ｉ／Ｖ変換器４２は、遮光箱１の孔１ｄから引き出された所定のケーブルＬ４を介して検出器４１の出力（コネクタ４１３）と接続され、検出器４１からの電流Ｉw を電圧に変換するものである。なお、Ｉ／Ｖ変換器４２の出力はロックインアンプ５の他の入力に接続される。また、孔１ｄは、図示しないブッシングにより閉塞される。

そして、受光検出部４としてのロックインアンプ５は、光照射部２から所定周波数の単一波長の光が照射されたときに、Ｉ／Ｖ変換器４２を介して、検出器４１により受光された光に対応する電流Ｉw を電圧で入力して電圧信号Ｖw に増幅することにより、その受光された光のエネルギーに応じた信号の検出をする役割を担う。

記憶装置６は、本光電子測定装置の動作に必要となる各種情報（例えばデータおよびプログラムなど）を記憶するものであり、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＥＥＰＲＯＭなどの各種半導体記憶装置と、ハードディスク装置とにより構成される。

上記各種情報の具体例としては、光照射部２から照射される光の周波数毎に、受光検出部４による検出結果から得られる電圧信号Ｖw のレベル値（Ａ／Ｄ変換値）と、その光照射部２から照射される光のエネルギーのうちフィラメントＦで吸収される光のエネルギーｗ（＝Ｐ×ｅ）のレベル値とが対応付けられ、変換テーブルとして、例えばＥＥＰＲＯＭまたはハードディスク装置などの不揮発性の記憶手段に予め記憶される。ここで、検出器４１により受光される光のエネルギーは、フィラメントＦの部分を通過した光のエネルギーであるため、光照射部２から照射される光のエネルギーから、フィラメントＦで吸収されたエネルギーと、蛍光灯ＦＬのガラス等で吸収されたエネルギーとを差し引いたエネルギーとなり、フィラメントＦで吸収されたエネルギーとは異なる。このため、蛍光灯ＦＬにおけるフィラメントＦが無いガラス等の部分を通過した光のエネルギーを受光検出部４により測定する一方、フィラメントＦの部分を通過した光のエネルギーを受光検出部４により測定する。そして、フィラメントＦが無いガラス等の部分を通過した光のエネルギーから、フィラメントＦの部分を通過した光のエネルギーを差し引くことにより、フィラメントＦで吸収された光のエネルギーを求め、この光のエネルギーと、フィラメントＦの部分を通過した光のエネルギーとを対応付けることにより、上記変換テーブルを作成する。

なお、上記測定の際、受光検出部４に加えて、収納室１ａの残部領域をカバーする受光検出部を複数さらに設け、それら全受光検出部により検出された、フィラメントＦが無いガラス等の部分を通過した光のエネルギーから、全受光検出部により検出された、フィラメントＦの部分を通過した光のエネルギーを差し引くことにより、フィラメントＦで吸収された光のエネルギーを求め、この光のエネルギーと、受光検出部４により検出された、フィラメントＦの部分を通過した光のエネルギーとを対応付けることにより、上記変換テーブルを作成するようにしてもよい。

表示装置７は、画像表示用の画面を有する例えばＬＣＤまたはＣＲＴなどであり、所定のケーブルＬ５を介して、記憶装置６および処理装置８により構成されるコンピュータと接続され、そのコンピュータの処理装置８からの信号に従って、各種情報を自己の画面に表示する。なお、そのコンピュータは、ケーブルＬ５を介して表示装置７と接続されるほか、所定のケーブルＬ６を介してロックインアンプ５の出力と接続される。

処理装置８は、記憶装置６のＲＡＭを主記憶装置として上記コンピュータの中枢部を構成するＣＰＵなどであり、本光電子測定装置全般の制御などの各種処理を実行する。例えば、ケーブルＬ１を介して、光照射部２から照射される光の周波数νを設定する制御信号を、光照射部２の分光器２２に出力する設定処理が実行される。

また、処理装置８は量子効率算出処理を実行する。具体的には、先ず、光照射部２から各周波数の単一波長の光が照射される毎に、光電流検出部３による検出結果から得られる電圧信号Ｖp のレベル値（Ａ／Ｄ変換値）を基に、例えば換算式により光電流Ｉp のレベル値を得る一方、記憶装置６に記憶された各光のエネルギーのレベル値のうち、受光検出部４による検出結果から得られる電圧信号Ｖw のレベル値（Ａ／Ｄ変換値）に対応付けられる光のエネルギーｗのレベル値を読み出し、これら光電流Ｉp のレベル値および光のエネルギーｗ（＝Ｐ×ｅ）のレベル値から、η＝Ｉp ×ｈ×ν／（Ｐ×ｅ）により、量子効率ηを求める処理が実行される。ここで、上記Ｉp 、ｈ、ν、Ｐ、ｅは、それぞれ、光電流、プランク定数、光照射部２の照射光の周波数、入射光パワー、電荷である。

これら設定処理および量子効率算出処理は、例えば予め設定されたｈνの範囲内の各周波数ν毎に繰り返し実行され、これら一連の処理毎の周波数νおよび量子効率ηは、組みにして記憶装置６に記憶される。また、上記ｈνの範囲は、例えば、１ないし２［ｅＶ］のｈνから４［ｅＶ］以上のｈνの範囲に設定される。なお、１ないし２［ｅＶ］のｈνから４［ｅＶ］以上のｈνにシフトさせながら上記処理を繰り返す場合、ｈνの範囲の上限は、所定のしきい周波数で制限する構成でも、量子効率ηの平方根値に対する所定のしきい値で制限する構成でも、あるいは光電流検出部３の出力値に対する所定のしきい出力値で制限する構成でもよい。

さらに、処理装置８は、記憶装置６に記憶した各組みの周波数νおよび量子効率ηを基に、各照射光エネルギー値（ｈ×ν）に対する各量子効率ηの平方根値（√η）のグラフを作成して表示装置７の画面に表示する処理を実行する（図１参照）。

次に、上記構成の本光電子測定装置の動作について説明する。処理装置８から、光の周波数νを設定する制御信号が、ケーブルＬ１を介して分光器２２に出力されると、分光器２２により、光源２１からの光が、その制御信号により指示される周波数νの単一波長の光に分光されて、集光部２４から遮光箱１の透光窓１ｂを通して収納室１ａ内のフィラメントＦに照射される。

この後、光電流検出部３において、フィラメントＦに発生する光電流Ｉp を電圧で検出して電圧信号Ｖp に増幅することにより、光電流Ｉp の検出が行われる。一方、受光検出部４において、周波数νの単一波長の光を電流Ｉw で検出して電圧信号Ｖw に増幅することにより、その光のエネルギーに応じた電圧信号Ｖw の検出が行われる。

この後、処理装置８において、光電流検出部３による検出結果の電圧信号Ｖp から光電流Ｉp のレベル値が得られる一方、記憶装置６に記憶される各光のエネルギーのレベル値のうち、受光検出部４による検出結果から得られる電圧信号Ｖw のレベル値に対応付けられる光のエネルギーｗのレベル値が読み出される。

続いて、それら光電流Ｉp および光のエネルギーｗのレベル値から、量子効率ηが算出され、その量子効率ηと周波数νとが組みにされて記憶装置６に記憶される。このような一連の動作は、予め設定されたｈνの範囲内の各周波数ν毎に繰り返し実行される。

そして、その一連の動作の後、処理装置８により、記憶装置６に記憶した各組みの周波数νおよび量子効率ηを基に、各照射光エネルギー値（ｈ×ν）に対する各量子効率ηの平方根値（√η）のグラフが作成され、そのグラフが表示装置７の画面に表示される。これにより、画面に表示されたグラフから、目視にてフィラメントＦの仕事関数を求めることができる（R. H. Fowler: Phys. Rev. 38, 45(1931) 参照）。

以上、本実施形態１によれば、フィラメントＦに電気的に接続される光電流検出部３により、フィラメントＦにおいて光電効果により発生する光電流Ｉp の検出をする一方、受光検出部４により、フィラメントＦで吸収される光のエネルギーｗのレベル値を得るためのその光のエネルギーに応じた信号の検出をするので、真空容器を不要にすることができるとともに、金属試料（本実施形態ではフィラメント）に電気的に接続可能でその金属試料に光を照射することができるものであれば、その金属試料を含む一式（蛍光灯ＦＬ）を破壊することなく、光の周波数毎に量子効率を求めることができる。また、破壊しないので、蛍光灯ＦＬの再利用が可能となる。

また、周波数ν毎の量子効率ηを基に、各照射光エネルギー値（ｈ×ν）に対する各量子効率ηの平方根値（√η）のグラフを作成して表示装置７の画面に表示するので、表示装置７の画面に表示されたグラフから、目視により金属試料の仕事関数を求めることができ、蛍光灯ＦＬの劣化評価が可能となる。

さらに、受光検出部４の検出器４１における焦電素子４１４の前面に黒色の導電性塗料４１５を塗布するとともに、焦電素子４１４の後面のほぼ全面に導体板４１７を貼着したので、光照射部２からの光の受光効率および検出電子の引出効率を高めることができる。

なお、本実施形態１では、電圧信号Ｖp のレベル値から光電流Ｉp のレベル値を得るために、換算式を用いる構成になっているが、これに限らず、電圧信号Ｖp のレベル値を光電流Ｉp のレベル値に換算するための換算テーブルを上記記憶手段にさらに記憶し、その換算テーブルを用いて、電圧信号Ｖp のレベル値から光電流Ｉp のレベル値を得る構成でもよい。

また、実施形態１では、フィラメントＦを金属試料とする構成になっているが、本発明の金属試料は、そのようなフィラメントＦに限定されるものではなく、例えば各種電子ないし電気部品の金属部分を金属試料とすることも可能である。

さらに、実施形態１では、表示装置７の画面に表示されたグラフから、目視にてフィラメントＦの仕事関数を求める構成になっているが、これに限らず、記憶装置６に記憶した各組みの周波数νおよび量子効率ηを基に、自動的に仕事関数を求める構成でもよい。例えば、上記グラフにおいて量子効率ηがゼロになる点から仕事関数を求める構成でも、特許文献１と同様に、上記グラフ上のスペクトルの２次微分がゼロになるエネルギーを仕事関数として求める構成でもよい。

（実施形態２）
本発明による実施形態２の光電子測定装置は、実施形態１との相違点として、分光器２２に代えて、光源２１からの光のうち、処理装置８からの制御信号により指示された所定周波数の単一波長の光を通過させるバンドパスフィルタを光照射部２に備えることを特徴とする。具体例としては、予め設定された周波数の単一波長の光を通過させるバンドパスフィルタ部を各種周波数毎に複数設け、制御信号に対応するバンドパスフィルタ部を、光源２１と光チョッパ２３との間の光路に介在させる構成でもよい。

本実施形態２によれば、分光器のように波長を連続的に変化させることができず、離散的な波長の変化となるが、一般にそのような分光器に比べ、バンドパスフィルタの方が特定波長に対する透過効率が高く、よりエネルギーの高い光を照射することができるので、より多くのエネルギーを金属試料に照射することができ、高精度の測定が可能となる。また、分光器に比べて光電子測定装置の小型化も可能である。

本発明による実施形態１の光電子測定装置の概略構成図である。 同光電子測定装置の受光検出器の断面図（ａ）および一部拡大図（ｂ）である。

符号の説明

１ 遮光箱
１ａ 収納室
２ 光照射部
２１ 光源
２２ 分光器
２３ 光チョッパ
２４ 集光部
３ 光電流検出部
３１ Ｉ／Ｖ変換器
４ 受光検出部
４１ 検出器
４１１ ボディ
４１２ 裏カバー
４１３ コネクタ
４１４ 焦電素子
４１５ 導電性塗料
４１６ 導電ペースト
４１７ 導体板
４２ Ｉ／Ｖ変換器
５ ロックインアンプ
６ 記憶装置
７ 表示装置
８ 処理装置

Claims (4)

1. 遮光性の隔壁により覆われた収納室を有し、この収納室内に金属試料が収納される遮光手段と、
   この遮光手段の収納室内に収納された金属試料に対して、各周波数の単一波長の光を照射する光照射手段と、
   前記金属試料に電気的に接続され、前記光照射手段から各周波数の単一波長の光が照射されたときに前記金属試料に発生する光電効果による光電流の検出をする光電流検出手段と、
   前記遮光手段の収納室内に収納されるとともに前記光照射手段に対して前記金属試料の後方に配置され、前記光照射手段からの各周波数の単一波長の光を受光してその光のエネルギーに応じた信号の検出をする受光検出手段と、
   前記光照射手段から照射される光の周波数毎に、前記受光検出手段による検出結果から得られる信号のレベル値と、その光照射手段から照射される光のエネルギーのうち前記金属試料で吸収される光のエネルギーのレベル値とを対応付けて予め記憶する記憶手段と、
   前記光照射手段から各周波数の単一波長の光が照射される毎に、前記光電流検出手段による検出結果から光電流のレベル値を得る一方、前記記憶手段に記憶された各光のエネルギーのレベル値のうち、前記受光検出手段による検出結果から得られる信号のレベル値に対応付けられる光のエネルギーのレベル値を読み出し、これら光電流のレベル値および光のエネルギーのレベル値から量子効率を求める処理手段と
   を備えることを特徴とする光電子測定装置。
2. 画像表示用の画面を有する表示手段を備え、
   前記処理手段は、前記周波数毎の量子効率を基に、各照射光エネルギー値に対する各量子効率の平方根値のグラフを作成して前記表示手段の画面に表示する
   ことを特徴とする請求項１記載の光電子測定装置。
3. 前記受光検出手段は、導電性セラミックにより構成され少なくとも前面に黒色の導電性塗料が塗布された検出素子と、この検出素子の出力電流信号を電圧信号に変換するＩ／Ｖ変換器と、このＩ／Ｖ変換器により変換された電圧信号を増幅して当該受光検出手段による検出結果とするロックインアンプとを備えることを特徴とする請求項１または２記載の光電子測定装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の光電子測定装置を用いて行われる光電子測定方法であって、
   前記遮光手段の収納室内に収納された金属試料に対して、前記光照射手段により所定周波数の単一波長の光を照射するステップと、
   前記光照射手段から前記所定周波数の単一波長の光が照射されたときに、前記光電流検出手段により前記金属試料に発生する光電効果による光電流の検出をするとともに、前記受光検出手段により前記光照射手段からの前記所定周波数の単一波長の光を受光してその光のエネルギーに応じた信号の検出をするステップと、
   前記処理手段により、前記光電流検出手段による検出結果から光電流のレベル値を得る一方、前記記憶手段に記憶された各光のエネルギーのレベル値のうち、前記受光検出手段による検出結果から得られる信号のレベル値に対応付けられた光のエネルギーのレベル値を読み出すステップと、
   前記処理手段により、前記光電流検出手段による検出結果から得られた光電流のレベル値と、前記記憶手段から読み出された光のエネルギーのレベル値とから、量子効率を求めるステップと
   を有し、前記光照射手段から照射される光の周波数毎に、前記一連のステップの処理を繰り返すことを特徴とする光電子測定方法。

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