JP2014029879A - 複数の放出層を有するマイクロチャネルプレートデバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マイクロチャネルプレートは、基板を含み、この基板は、基板の上部表面から基板の下部表面に延びる複数の孔を規定する。複数の孔は第1の放出層を形成する外側表面に抵抗材料を有する。第2の放出層は、第1の放出層の上に形成される。第2の放出層は、時間の関数として二次電子放出効率の増加および利得劣化の減少のうちの少なくとも1つを達成するために選ばれる。上部電極は基板の上部表面に形成され、下部電極は基板の下部表面に形成される。
【選択図】図1C
Description
本発明は、国防高等研究計画局(DARPA)によって授与された助成金番号HR0011−05−9−0001の下で政府支援によってなされた。政府は、本発明に一定の権利を有する。
マイクロチャネルプレート(MCP)は、イオンおよび電子によって生成される非常に弱い信号を検出するために用いられる。例えば、マイクロチャネルプレートは、光増幅デバイスにおける電子増倍管として一般的に用いられる。マイクロチャネルプレートは、高抵抗材料のスラブであり、スラブを通って延びる複数の小さな管またはスロット(マイクロチャネルとして公知である)を有する。マイクロチャネルは、互いに平行であり、表面に対して少し角度をつけて位置を決められ得る。マイクロチャネルは通常、密に分布させられる。高二次電子放出効率を有する高抵抗層が、複数のチャネルの各々の内側表面上に形成され、その結果、その高抵抗層はダイノードとして機能を果たす。伝導性コーティングがマイクロチャネルプレートを備えているスラブの上部表面および下部表面に形成される。
好ましい例示的な実施形態に従う、本発明は、そのさらなる利点と共に、添付の図面に関連して解される以下の詳細な説明においてより具体的に説明される。図面は必ずしも縮尺どおりではなく、その代わり概して、本発明の例示の原理が強調される。
本明細書において「一実施形態」または「実施形態」と言及することは、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が本発明の少なくとも一つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書における様々な箇所における句「一実施形態において」が出現することがすべて同じ実施形態を言及するとは限らない。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
a.基板であって、該基板は、該基板の上部表面から該基板の下部表面に延びる複数の孔を規定し、該複数の孔は第1の放出層を形成する外側表面に抵抗材料を有する、基板と、
b.該第1の放出層の上に形成される第2の放出層であって、該第2の放出層は、時間の関数として、二次電子放出効率の増加および利得劣化の減少のうちの少なくとも1つを達成するように選ばれる、第2の放出層と、
c.該基板の該上部表面に位置を決められる上部電極と、
d.該基板の該下部表面に位置を決められる下部電極と
を備えている、マイクロチャネルプレート。
(項目2)
前記基板は、ガラスファイバのプレートを備えている、項目1に記載のマイクロチャネルプレート。
(項目3)
前記基板は、半導体基板を含む、項目1に記載のマイクロチャネルプレート。
(項目4)
前記基板は、絶縁基板を含む、項目1に記載のマイクロチャネルプレート。
(項目5)
前記抵抗材料は、半導体を含む、項目1に記載のマイクロチャネルプレート。
(項目6)
前記抵抗材料は、金属酸化物を含む、項目1に記載のマイクロチャネルプレート。
(項目7)
前記第1の放出層は、鉛低減ガラス層を含む、項目1に記載のマイクロチャネルプレート。
(項目8)
前記第1の放出層は、Al 2 O 3 、SiO 2 、MgO、SnO 2 、BaO、CaO、SrO、Sc 2 O 3 、Y 2 O 3 、La 2 O 3 、ZrO 2 、HfO 2 、Cs 2 O、Si 3 N 4 、Si x O y N z 、C(ダイヤモンド)、BN、およびAlNのうちの少なくとも1つを含む、項目1に記載のマイクロチャネルプレート。
(項目9)
前記第2の放出層は、Al 2 O 3 、SiO 2 、MgO、SnO 2 、BaO、CaO、SrO、Sc 2 O 3 、Y 2 O 3 、La 2 O 3 、ZrO 2 、HfO 2 、Cs 2 O、Si 3 N 4 、Si x O y N z 、C(ダイヤモンド)、BN、およびAlNのうちの少なくとも1つを含む、項目1に記載のマイクロチャネルプレート。
(項目10)
前記抵抗材料の抵抗は、前記マイクロチャネルプレートの所定の電流出力を達成するように選ばれる、項目1に記載のマイクロチャネルプレート
(項目11)
前記第2の放出層の厚さおよび組成のうちの少なくとも1つは、前記マイクロチャネルプレートの前記二次電子放出効率を最大にするように選ばれる、項目1に記載のマイクロチャネルプレート。
(項目12)
前記第2の放出層の厚さおよび組成のうちの少なくとも1つは、前記複数の孔から放出されるイオン数が減少させられるように該複数の孔を不動態化するように選ばれる、項目1に記載のマイクロチャネルプレート。
(項目13)
前記第1の放出層と前記第2の放出層との間に位置を決められる伝導性層をさらに備えている、項目1に記載のマイクロチャネルプレート。
(項目14)
前記第2の放出層の厚さおよび組成のうちの少なくとも1つは、前記マイクロチャネルプレートの信号対雑音比を最大にするように選ばれる、項目1に記載のマイクロチャネルプレート。
(項目15)
前記第2の放出層の厚さおよび組成のうちの少なくとも1つは、画像歪みを減少させるように前記マイクロチャネルプレートの電界にわたる利得均一性を最適化するために選ばれる、項目1に記載のマイクロチャネルプレート。
(項目16)
前記第2の放出層の厚さおよび組成のうちの少なくとも1つは、前記第1の放出層と第2の放出層との間の材料界面に複数の電荷トラップを形成するように選ばれ、該複数の電荷トラップは前記複数の孔に表面電荷を補給するために電荷を供給する、項目1に記載のマイクロチャネルプレート。
(項目17)
前記第2の放出層の厚さおよび組成のうちの少なくとも1つは、前記第1の放出層と第2の放出層との間の材料界面に複数の電荷トラップを形成するように選ばれ、該複数の電荷トラップは二次電子放出効率を増加させる電界を確立する、項目1に記載のマイクロチャネルプレート。
(項目18)
a.ガラスファイバのプレートであって、該ガラスファイバのプレートは、該プレートの上部表面から該プレートの下部表面に延びる複数の孔を規定し、該複数の孔は第1の放出層を形成する外側表面に鉛の半導体材料を有する、ガラスファイバのプレートと、
b.該第1の放出層の上に堆積される第2の放出層であって、該第2の放出層は、時間の関数として、二次電子放出効率の増加および利得劣化の減少のうちの少なくとも1つを達成するように選ばれる、第2の放出層と、
c.該プレートの該上部表面に位置を決められる上部電極と、
d.該プレートの該下部表面に位置を決められる下部電極と
を備えている、マイクロチャネルプレート。
(項目19)
前記第2の放出層は、Al 2 O 3 を含む、項目18に記載のマイクロチャネルプレート。
(項目20)
前記第2の放出層は、SiO 2 、MgO、SnO 2 、BaO、CaO、SrO、Sc 2 O 3 、Y 2 O 3 、La 2 O 3 、ZrO 2 、HfO 2 、Cs 2 O、Si 3 N 4 、Si x O y N z 、C(ダイヤモンド)、BN、およびAlNのうちの少なくとも1つを含む、項目18に記載のマイクロチャネルプレート。
(項目21)
前記第2の放出層の厚さおよび組成は、前記マイクロチャネルプレートの二次電子放出効率を増加させるように選ばれる、項目18に記載のマイクロチャネルプレート。
(項目22)
前記第2の放出層の厚さおよび組成のうちの少なくとも1つは、孔対孔の増幅均一性を最大化することによって、デバイス画像性能を改善するように選ばれる、項目18に記載のマイクロチャネルプレート。
(項目23)
前記第1の放出層と前記第2の放出層との間に位置を決められる伝導性層をさらに備えている、項目18に記載のマイクロチャネルプレート。
(項目24)
a.基板であって、該基板の上部表面から該基板の下部表面に延びる単一チャネルを規定し、該チャネルは第1の放出層を形成する外側表面に抵抗材料を有する、基板と、
b.該第1の放出層の上に堆積される第2の放出層であって、該第2の放出層は、該単一チャネル電子増倍管の二次電子放出効率の増加させるように選ばれる、第2の放出層と、
c.該基板の該上部表面に位置を決められる上部電極と、
d.該基板の該下部表面に位置を決められる下部電極と
を備えている、単一チャネル電子増倍管。
(項目25)
前記第2の放出層は、Al 2 O 3 、SiO 2 、MgO、SnO 2 、BaO、CaO、SrO、Sc 2 O 3 、Y 2 O 3 、La 2 O 3 、ZrO 2 、HfO 2 、Cs 2 O、Si 3 N 4 、Si x O y N z 、C(ダイヤモンド)、BN、およびAlNのうちの少なくとも1つを含む、項目24に記載の単一チャネル電子増倍管。
本教示が様々な実施形態および実施例に関連して説明されるが、本教示がそのような実施形態に限定されることは意図されない。それどころか、本教示は様々な代案、改変および均等物を包含し、当業者によって理解されるように、それらは本発明の精神および範囲内から逸脱することなく本明細書内に含まれ得る。
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