JP2021150068A - Photocathode and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光電陰極、及び、光電陰極の製造方法に関する。 The present invention relates to a photocathode and a method for manufacturing a photocathode.
特許文献1には、光電面が記載されている。この光電面は、入射光を透過する基板と、アルカリ金属を含む光電子放出層と、基板と光電子放出層との間に形成された中間層と、を備えている。中間層は、酸化ハフニウムからなる。
上述した光電面では、酸化ハフニウムからなる中間層が反射防止膜として機能する。これにより、光電子放出層に入射する光について所定の波長成分の反射率が低減され、高い実効的量子効率を示すことが可能とされている。一方で、上記技術分野にあっては、製造の効率化が望まれている。 On the above-mentioned photoelectric surface, an intermediate layer made of hafnium oxide functions as an antireflection film. As a result, the reflectance of a predetermined wavelength component of the light incident on the photoelectron emission layer is reduced, and it is possible to exhibit high effective quantum efficiency. On the other hand, in the above technical fields, it is desired to improve the efficiency of manufacturing.
そこで、本発明は、量子効率が向上されると共に効率的に製造可能な光電陰極、及び、光電陰極の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a photocathode whose quantum efficiency is improved and which can be efficiently manufactured, and a method for manufacturing a photocathode.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を進めることにより、ハフニウムの窒化物を含む中間層の成膜速度が、例えば酸化ハフニウムからなる中間層の成膜速度に比べて速いとの知見を得た。本発明者は、当該知見に基づいてさらなる検討を進めることにより、本発明を完成させるに至った。 The present inventor has made diligent research to solve the above problems, and found that the film formation rate of the intermediate layer containing hafnium nitride is higher than the film formation rate of the intermediate layer made of hafnium oxide, for example. I got the knowledge. The present inventor has completed the present invention by proceeding with further studies based on the findings.
すなわち、本発明に係る光電陰極は、透光性基板と、透光性基板上に設けられ、光の入射に応じて光電子を発生させる光電変換層と、透光性基板と光電変換層との間において透光性基板に接触して設けられた中間層と、を備え、中間層は、ハフニウムの窒化物を含む。 That is, the photocathode according to the present invention comprises a translucent substrate, a photoelectric conversion layer provided on the translucent substrate and generating photoelectrons in response to light incident, and a translucent substrate and a photoelectric conversion layer. It comprises an intermediate layer provided in contact with the translucent substrate between them, the intermediate layer containing a hafnium nitride.
この光電陰極は、透光性基板と光電変換層との間に中間層を備えている。この中間層は、ハフニウムの窒化物を含むため、反射防止膜として機能する。また、上記知見のとおり、ハフニウムの窒化物を含む中間層の成膜速度は、相対的に速い。よって、この光電陰極は、量子効率が向上されると共に効率的に製造される。 This photocathode includes an intermediate layer between the translucent substrate and the photoelectric conversion layer. Since this intermediate layer contains hafnium nitride, it functions as an antireflection film. Further, as described above, the film formation rate of the intermediate layer containing the hafnium nitride is relatively high. Therefore, this photocathode is efficiently manufactured while improving the quantum efficiency.
本発明に係る光電陰極においては、中間層は、ハフニウムの酸化物を含んでもよい。この場合、中間層の光透過性が向上し、より広い波長範囲において反射防止膜として機能し得る。 In the photocathode according to the present invention, the intermediate layer may contain an oxide of hafnium. In this case, the light transmittance of the intermediate layer is improved, and it can function as an antireflection film in a wider wavelength range.
本発明に係る光電陰極においては、中間層では、ハフニウムの酸化物の量が、ハフニウムの窒化物の量よりも多くてもよい。この場合、中間層の光透過性がより向上し、より広い波長範囲において反射防止膜として機能し得る。 In the photocathode according to the present invention, the amount of hafnium oxide may be larger than the amount of hafnium nitride in the intermediate layer. In this case, the light transmittance of the intermediate layer is further improved, and it can function as an antireflection film in a wider wavelength range.
本発明に係る光電陰極においては、中間層では、ハフニウムの窒化物及びハフニウムの酸化物の少なくとも一方の量が、中間層の厚さ方向に偏って分布してもよい。このとき、中間層では、ハフニウムの窒化物の量が、透光性基板側よりも光電変換層側で多く、且つ、ハフニウムの酸化物の量が、光電変換層側よりも前記透光性基板側で多くてもよい。さらに、中間層は、互に積層された第1中間層及び第2中間層を有し、第1中間層は、第2中間層よりも透光性基板側に位置すると共に、ハフニウムの酸化物を含んでもよい。 In the photocathode according to the present invention, in the intermediate layer, the amount of at least one of the hafnium nitride and the hafnium oxide may be unevenly distributed in the thickness direction of the intermediate layer. At this time, in the intermediate layer, the amount of hafnium nitride is larger on the photoelectric conversion layer side than on the translucent substrate side, and the amount of hafnium oxide is larger on the translucent substrate side than on the photoelectric conversion layer side. There may be more on the side. Further, the intermediate layer has a first intermediate layer and a second intermediate layer laminated on each other, and the first intermediate layer is located on the translucent substrate side of the second intermediate layer and is an oxide of hafnium. May include.
或いは、本発明に係る光電陰極においては、中間層では、ハフニウムの窒化物の量が、中間層の厚さ方向において略均一に分布すると共に、ハフニウムの酸化物の量が、中間層の厚さ方向において略均一に分布してもよい。これらのいずれの場合であっても、中間層の光透過性がより向上し、より広い波長範囲において反射防止膜として機能し得る。 Alternatively, in the photocathode according to the present invention, in the intermediate layer, the amount of hafnium nitride is distributed substantially uniformly in the thickness direction of the intermediate layer, and the amount of hafnium oxide is the thickness of the intermediate layer. It may be distributed substantially uniformly in the direction. In any of these cases, the light transmittance of the intermediate layer is further improved, and it can function as an antireflection film in a wider wavelength range.
本発明に係る光電陰極は、中間層と光電変換層との間に設けられ、ベリリウムを含む下地層を備えてもよい。このように、ベリリウムを含む下地層を用いることにより、実効的な量子効率がより向上され、感度が向上される。 The photocathode according to the present invention may be provided between the intermediate layer and the photoelectric conversion layer and may include a base layer containing beryllium. As described above, by using the base layer containing beryllium, the effective quantum efficiency is further improved and the sensitivity is improved.
ここで、本発明者の別の知見によれば、ベリリウムを含む下地層を成膜するにあたり、例えばベリリウム合金の酸化物からなる下地層や、酸化ベリリウムからの下地層の成膜速度に比べて、ベリリウムの窒化物を含む下地層の成膜速度の方が速く、効率的に製造され得る。 Here, according to another finding of the present inventor, when forming a base layer containing beryllium, for example, compared with the film formation rate of the base layer made of an oxide of beryllium alloy or the base layer from beryllium oxide. , The formation rate of the underlying layer containing beryllium nitride is faster and can be produced efficiently.
そこで、本発明に係る光電陰極においては、下地層は、ベリリウムの窒化物を含んでもよい。この場合、上記知見のとおり、ベリリウムを含む下地層を備える光電陰極が効率的に製造され得る。 Therefore, in the photocathode according to the present invention, the base layer may contain beryllium nitride. In this case, as described above, a photocathode having a base layer containing beryllium can be efficiently produced.
本発明に係る光電陰極においては、下地層は、ベリリウムの酸化物を含んでもよい。この場合、光電陰極の量子効率が向上し、より広い波長範囲において下地層として機能し得る。 In the photocathode according to the present invention, the base layer may contain an oxide of beryllium. In this case, the quantum efficiency of the photocathode is improved, and it can function as an underlayer in a wider wavelength range.
本発明に係る光電陰極においては、下地層では、ベリリウムの酸化物の量が、ベリリウムの窒化物の量よりも多くてもよい。この場合、光電陰極の量子効率が向上し、さらに広い波長範囲において下地層として機能し得る。 In the photocathode according to the present invention, the amount of beryllium oxide may be larger than the amount of beryllium nitride in the base layer. In this case, the quantum efficiency of the photocathode is improved, and it can function as an underlayer in a wider wavelength range.
本発明に係る光電陰極においては、下地層では、ベリリウムの窒化物及びベリリウムの酸化物の少なくとも一方の量が、下地層の厚さ方向において偏って分布してもよい。このとき、下地層では、ベリリウムの窒化物の量が、光電変換層側よりも透光性基板側に多く、且つ、ベリリウムの酸化物の量が、透光性基板側よりも光電変換層側で多くてもよい。さらに、下地層は、互に積層された第1下地層及び第2下地層を有し、第2下地層は、第1下地層よりも光電変換層側に位置すると共に、ベリリウムの酸化物を含んでもよい。 In the photocathode according to the present invention, in the base layer, at least one amount of beryllium nitride and beryllium oxide may be unevenly distributed in the thickness direction of the base layer. At this time, in the base layer, the amount of beryllium nitride is larger on the translucent substrate side than on the photoelectric conversion layer side, and the amount of beryllium oxide is larger on the photoelectric conversion layer side than on the translucent substrate side. May be as many as. Further, the base layer has a first base layer and a second base layer laminated on each other, and the second base layer is located closer to the photoelectric conversion layer than the first base layer and contains beryllium oxide. It may be included.
或いは、本発明に係る光電陰極においては、下地層では、ベリリウムの窒化物の量が、下地層の厚さ方向において略均一に分布すると共に、ベリリウムの酸化物の量が、下地層の厚さ方向において略均一に分布してもよい。これらのいずれの場合であっても、光電陰極の量子効率がより向上し、より広い波長範囲において下地層として機能し得る。 Alternatively, in the photocathode according to the present invention, in the base layer, the amount of beryllium nitride is distributed substantially uniformly in the thickness direction of the base layer, and the amount of beryllium oxide is the thickness of the base layer. It may be distributed substantially uniformly in the direction. In any of these cases, the quantum efficiency of the photocathode is further improved and it can function as an underlayer in a wider wavelength range.
本発明に係る光電陰極の製造方法は、透光性基板を用意する第1工程と、第1工程の後に、透光性基板上にハフニウムを含む中間層を形成する第2工程と、第2工程の後に、中間層上に、光の入射に応じて光電子を発生させる光電変換層を形成する第3工程と、を備え、第2工程では、窒素を含む雰囲気下において、透光性基板に直接的にハフニウムの窒化物を含む中間層を形成する。 The method for manufacturing a photoelectric cathode according to the present invention includes a first step of preparing a translucent substrate, a second step of forming an intermediate layer containing hafnium on the translucent substrate after the first step, and a second step. After the step, a third step of forming a photoelectric conversion layer that generates photoelectrons in response to light incident is provided on the intermediate layer, and in the second step, a translucent substrate is formed in an atmosphere containing nitrogen. It directly forms an intermediate layer containing hafnium nitride.
この製造方法では、第2工程において、ハフニウムを含む中間層を形成する第2工程を、窒素を含む雰囲気下で行うことにより、透光性基板に直接的にハフニウムの窒化物を含む中間層を形成する。上記の知見のとおり、ハフニウムの窒化物を含む中間層の成膜速度は相対的に速い。よって、この製造方法によれば、量子効率が向上された光電陰極を効率的に製造できる。 In this manufacturing method, in the second step, the second step of forming the intermediate layer containing hafnium is performed in an atmosphere containing nitrogen, so that the intermediate layer containing hafnium nitride is directly formed on the translucent substrate. Form. As shown in the above findings, the film formation rate of the intermediate layer containing the hafnium nitride is relatively high. Therefore, according to this manufacturing method, a photocathode with improved quantum efficiency can be efficiently manufactured.
本発明に係る光電陰極の製造方法においては、第2工程では、窒素及び酸素を含む雰囲気を用いることにより、ハフニウムの窒化物及びハフニウムの酸化物を含む中間層を形成してもよい。この場合、中間層の光透過性が向上し、より広い波長範囲において反射防止膜として機能し得る中間層を形成できる。 In the method for producing a photocathode according to the present invention, in the second step, an intermediate layer containing a hafnium nitride and a hafnium oxide may be formed by using an atmosphere containing nitrogen and oxygen. In this case, the light transmittance of the intermediate layer is improved, and an intermediate layer capable of functioning as an antireflection film in a wider wavelength range can be formed.
本発明に係る光電陰極の製造方法においては、第2工程では、窒素とは異なる不活性ガスを含む雰囲気を用いてもよい。本発明者の知見によれば、中間層を形成する際の窒素を含む雰囲気に対して、例えばアルゴン等の窒素と異なる不活性ガスを混合することにより、中間層の成膜速度がさらに向上される。よって、この場合には、量子効率が向上された光電陰極をより効率的に製造できる。なお、本発明者のさらなる知見によれば、中間層の成膜速度が向上されると、中間層の酸素の取り込みが減少する結果、中間層の酸素比率が低下する。よって、不活性ガスの混合によって、中間層の光透過性等の光学特性を制御できる。 In the method for producing a photocathode according to the present invention, an atmosphere containing an inert gas different from nitrogen may be used in the second step. According to the findings of the present inventor, the film formation rate of the intermediate layer is further improved by mixing an inert gas different from nitrogen such as argon with the atmosphere containing nitrogen when forming the intermediate layer. NS. Therefore, in this case, the photocathode with improved quantum efficiency can be manufactured more efficiently. According to a further finding of the present inventor, when the film formation rate of the intermediate layer is improved, the oxygen uptake of the intermediate layer is reduced, and as a result, the oxygen ratio of the intermediate layer is decreased. Therefore, the optical characteristics such as the light transmittance of the intermediate layer can be controlled by mixing the inert gas.
本発明に係る光電陰極の製造方法は、第2工程と第3工程との間において、中間層に対して酸化処理を行う第4工程を備えてもよい。この場合、光透過性が向上し、より広い波長範囲において反射防止膜として機能し得る中間層を形成できる。 The method for producing a photocathode according to the present invention may include a fourth step of performing an oxidation treatment on the intermediate layer between the second step and the third step. In this case, the light transmittance is improved, and an intermediate layer capable of functioning as an antireflection film in a wider wavelength range can be formed.
本発明に係る光電陰極の製造方法は、第2工程と第3工程との間において、中間層上にベリリウムを含む下地層を形成する第5工程を備え、第3工程では、下地層上に光電変換層を形成してもよい。このように、ベリリウムを含む下地層を中間層上に形成することにより、実効的な量子効率が向上されると共に感度が向上された光電陰極を製造できる。 The method for producing a photocathode according to the present invention includes a fifth step of forming a base layer containing beryllium on an intermediate layer between the second step and the third step, and in the third step, the photocathode is formed on the base layer. A photoelectric conversion layer may be formed. By forming the base layer containing beryllium on the intermediate layer in this way, it is possible to manufacture a photocathode having improved effective quantum efficiency and sensitivity.
本発明に係る光電陰極の製造方法においては、第5工程では、窒素を含む雰囲気下において、ベリリウムの窒化物を含む下地層を形成してもよい。この場合、上記の知見のとおり、下地層を含む光電陰極を効率的に製造できる。 In the method for producing a photocathode according to the present invention, in the fifth step, a base layer containing beryllium nitride may be formed in an atmosphere containing nitrogen. In this case, as described above, the photocathode including the base layer can be efficiently manufactured.
本発明に係る光電陰極の製造方法は、第5工程の後に、下地層に対して酸化処理を行う第6工程を備えてもよい。この場合、量子効率が向上してより広い範囲において機能する下地層を形成できる。 The method for producing a photocathode according to the present invention may include a sixth step of oxidizing the underlying layer after the fifth step. In this case, the quantum efficiency is improved and an underlayer that functions in a wider range can be formed.
本発明に係る光電陰極の製造方法においては、第6工程では、中間層及び下地層に対して一括して酸化処理を行ってもよい。この場合、中間層と下地層との酸化処理を一括して行うため、より効率的に光電陰極を製造できる。 In the method for producing a photocathode according to the present invention, in the sixth step, the intermediate layer and the underlying layer may be collectively oxidized. In this case, since the oxidation treatment of the intermediate layer and the base layer is performed collectively, the photocathode can be manufactured more efficiently.
本発明によれば、量子効率が向上されると共に効率的に製造可能な光電陰極、及び、光電陰極の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a photocathode whose quantum efficiency is improved and which can be efficiently manufactured, and a method for manufacturing a photocathode.
以下、一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。 Hereinafter, one embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding elements may be designated by the same reference numerals, and duplicate description may be omitted.
図1は、本実施形態に係る電子管の一例として、光電子増倍管を示す模式的な断面図である。図1に示される光電子増倍管(電子管)10は、光電陰極1、容器32、集束電極36、陽極38、増倍部40、ステムピン44、及び、ステム板46を備えている。容器32は、筒状であり、一方の端部を入射窓34(ここでは光電陰極1の基板100)により封止されると共に、他方の端部をステム板46により封止されることにより真空筐体として構成されている。集束電極36、陽極38、及び、増倍部40は、容器32内に配置されている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a photomultiplier tube as an example of the electron tube according to the present embodiment. The photomultiplier tube (electron tube) 10 shown in FIG. 1 includes a
入射窓34は、入射光hνを透過する。光電陰極1は、入射窓34からの入射光hνに応じて光電子e−を放出する。集束電極36は、光電陰極1から放出された光電子e−を増倍部40に導く。増倍部40は、複数のダイノード42を含み、光電子e−の入射に応じて発生する二次電子を増倍する。陽極38は、増倍部40により発生した二次電子を収集する。ステムピン44は、ステム板46を貫通するように設けられている。ステムピン44には、対応する集束電極36、陽極38、及び、ダイノード42が電気的に接続されている。
The
図2は、図1に示された光電陰極の部分的な断面図である。図2の(b)は、図2の(a)の領域Aの拡大図である。図2に示されるように、光電陰極1は、透過型として構成されている。光電陰極1は、基板(透光性基板)100、中間層200、下地層300、及び、光電変換層400を有している。基板100は、光(入射光hν)を透過する材料からなる。基板100は、面100aと、面100aの反対側の面100bと、を含む。面100aは、容器32の外側に臨む面であり、ここでは入射光hνの入射面である。中間層200は、面100b上に設けられている。中間層200は、面100bに接触している。すなわち、中間層200は、基板100(面100b)に直接的に形成されている。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the photocathode shown in FIG. FIG. 2B is an enlarged view of the region A of FIG. 2A. As shown in FIG. 2, the
中間層200は、面100bと反対側の面200aを有している。下地層300は、面200a上に設けられている。換言すれば、下地層300は、基板100上に設けられており、中間層200は、基板100と下地層300との間に設けられている。下地層300は、中間層200の面200aに接触している。すなわち、下地層300は、中間層200(面200a)に直接的に設けられている。下地層300は、面200aと反対側の面300aを有している。
The
光電変換層400は、面300a上に設けられている。換言すれば、光電変換層400は、基板100上に設けられており、中間層200及び下地層300は、基板100と光電変換層400との間に設けられている。光電変換層400は、下地層300の面300aに接触している。すなわち、光電変換層400は、下地層300(面300a)に直接的に設けられている。
The
このように、光電陰極1においては、中間層200、下地層300、及び光電変換層400が、基板100上にこの順に積層されている。光電変換層400は、基板100、中間層200、及び下地層300を介して入射光hνの入射を受け、当該入射光hνに応じて光電子e−を発生させる。すなわち、ここでは、光電陰極1は、透過型の光電陰極である。光電変換層400は、基板100と反対側であり、容器32の内側に望む面400aを有している。光電子e−は、面400aから容器32内に放出される。
As described above, in the
ここで、中間層200は、ハフニウムの窒化物(例えば窒化ハフニウム)を含む。また、中間層200は、酸素を含み得る。酸素は、ハフニウムの酸化物(例えば酸化ハフニウム)として中間層200に含まれ得る。中間層200を、基板100側の第1領域210と光電変換層400側の第2領域220との2つの領域を含む層(一例として第1領域210と第2領域220とからなる層)としてみた場合、第1領域210及び第2領域220におけるハフニウムの窒化物とハフニウムの酸化物の分布は、様々な形態をとり得る。
Here, the
例えば、中間層200では、ハフニウムの窒化物及びハフニウムの酸化物の少なくとも一方の量が、中間層200の厚さ方向(面200aに交差する方向であって、基板100から光電変換層400に向かう方向)において偏って分布していてもよい。より具体的には、第1領域210及び第2領域220とで、ハフニウムの窒化物及びハフニウムの酸化物の分布に違いがあってもよい。
For example, in the
すなわち、一例として、ハフニウムの窒化物の量が、第1領域210よりも第2領域220において多く、ハフニウムの酸化物量が、第2領域220よりも第1領域210において多くてもよい。さらに、第1領域210と第2領域220とが、面210aを挟んで互いに異なる層(第1中間層及び第2中間層)として判別できるほど、第1領域210と第2領域220とでハフニウムの窒化物の量とハフニウムの酸化物の量とに差があってもよい。この場合、第1領域210がハフニウムの酸化物層である第1中間層であり、第2領域220がハフニウムの窒化物層である第2中間層とみなすことができる。ただし、第1中間層及び第2中間層は、連続的に形成され得ることから、面210aは、図示したような明確な境界を有する面に限らず、仮想的な面であり得るし、その中間層200の厚さ方向における位置も変動し得る。
That is, as an example, the amount of hafnium nitride may be larger in the
一方、中間層200では、ハフニウムの窒化物の量が、中間層200の厚さ方向において略均一に分布すると共に、ハフニウムの酸化物の量も、中間層200の厚さ方向において略均一に分布してもよい。換言すれば、第1領域210及び第2領域220の少なくとも2つの領域にわたって、ハフニウムの窒化物の量が、その厚さ方向において略均一に分布すると共に、ハフニウムの酸化物の量も、その厚さ方向において略均一に分布してもよい。そして、いずれの場合においても、ハフニウムの酸化物の量が、ハフニウムの窒化物の量よりも多いことが好ましい。
On the other hand, in the
また、いずれの場合においても、中間層200の全体にわたって正確に上記の分布を示す場合に限らず、基本的には上記分布が主体的ではあるものの、異なる傾向を示す領域が若干は存在し得る場合もあると判断される。なお、ハフニウムの窒化物の量とハフニウムの酸化物の量との比率は、一例として原子数比である。つまり、ハフニウムの窒化物の量とハフニウムの酸化物の量との比率は、対象となる領域での酸素の原子数と窒素の原子数との比率によって規定され得る。原子数の分析方法としては、例えば、X線光電子分光分析法やオージェ電子分光分析方法等が挙げられる。また、中間層200の厚さ(面200aに交差する方向の寸法)は、例えば5Å〜1000Å程度である。中間層200は、反射防止膜として機能する。
Further, in any case, the above distribution is not limited to the case where the above distribution is accurately shown over the entire
下地層300は、ベリリウムの窒化物(例えば窒化ベリリウム)を含む。また、下地層300は、酸素を含み得る。酸素は、ベリリウムの酸化物(例えば酸化ベリリウム)として下地層300に含まれ得る。下地層300を、基板100側の第1領域310と光電変換層400側の第2領域320との2つの領域を含む層(一例として第1領域310と第2領域320とからなる層)としてみた場合、第1領域310および第2領域320におけるベリリウムの窒化物とベリリウムの酸化物の分布は様々な形態をとり得る。
The
例えば、下地層300では、ベリリウムの窒化物およびベリリウムの酸化物の少なくとも一方の量が、下地層300の厚さ方向(面300aに交差する方向であって、基板100から光電変換層400に向かう方向)において偏って分布していてもよい。より具体的には、下地層300では、第1領域310と第2領域320とで、ベリリウムの窒化物およびベリリウムの酸化物の分布に違いがあってもよい。
For example, in the
例えば、下地層300では、ベリリウムの窒化物の量は、第2領域320よりも第1領域310に多く、ベリリウムの酸化物の量は、第1領域310よりも第2領域320に多くてもよい。さらに、第1領域310と第2領域320とが、面310aを挟んで互いに異なる層(第1下地層及び第2下地層)として判別できるほど、ベリリウムの窒化物およびベリリウムの酸化物の量に差があってもよい。この場合、第1領域310がベリリウムの窒化物層である第1下地層、第2領域320がベリリウムの酸化物層である第2下地層と見なすことができる。
For example, in the
下地層300の全体の厚さは、例えば、200Å〜800Å程度である。その場合、第1下地層の厚さは、例えば、200Å〜700Å程度であり、第2下地層の厚さは、例えば、0〜100Å程度である。第1下地層の厚さに対する第2下地層の厚さの比は、一例として0〜0.5程度である。第2下地層における酸素原子比率は、例えば30at%〜100at%程度である。ただし、第1中間層及び第2中間層は、連続的に形成され得ることから、面310aは、図示したような明確な境界を有する面に限らず、仮想的な面であり得るし、その下地層300の厚さ方向における位置も変動しうる。
The total thickness of the
一方、下地層300では、ベリリウムの窒化物の量が、下地層300の厚さ方向において略均一に分布するとともに、ベリリウムの酸化物の量も、下地層300の厚さ方向において略均一に分布してもよい。換言すれば、第1領域310および第2領域320の少なくとも2つの領域にわたって、ベリリウムの窒化物の量が、その厚さ方向において略均一に分布するとともに、ベリリウムの酸化物の量も、その厚さ方向において略均一に分布してもよい。
On the other hand, in the
そして、いずれの場合においても、ベリリウムの酸化物の量がベリリウムの窒化物の量よりも多いことが好ましい。また、いずれの場合においても、下地層300全体にわたって正確に上記した分布を示すとは限らず、基本的には、上記した分布が主体的であるものの、異なる傾向を示す領域も若干は存在しうる場合もあると判断される。なお、ベリリウムの窒化物の量とベリリウムの酸化物の量との比率は、一例として原子数比である。つまり、酸素の原子数の比率と窒素の原子数の比率によって決定してもよい。原子数の分析方法としては、例えば、X線光電子分光分析法やオージェ電子分光分析方法等が挙げられる。
In any case, the amount of beryllium oxide is preferably larger than the amount of beryllium nitride. Further, in any case, the above-mentioned distribution is not always shown accurately over the
光電変換層400は、例えば、アンチモン(Sb)、とアルカリ金属との化合物からなる。アルカリ金属は、例えば、セシウム(Cs)、カリウム(K)、及び、ナトリウム(Na)の少なくともいずれかを含み得る。光電変換層400は、光電陰極1の活性層として機能する。光電変換層400の厚さは、例えば、100Å〜2500Å程度である。基板100を除いた光電陰極1の全体の厚さは、例えば、305Å〜4300Å程度である。
The
引き続いて、光電陰極1の製造方法について説明する。図3〜図5は、図1,2に示された光電陰極の製造方法を説明するための模式的な断面図である。図4の(c)は、図4の(b)の領域Gの拡大図である。この製造方法では、図3に示されるように、まず、基板100を含む容器32を用意する(第1工程)。容器32は、洗浄処理が行われている。続いて、基板100上に中間層200を形成する(第2工程)。
Subsequently, a method for manufacturing the
第2工程では、容器32をチャンバB1内に配置する。また、中間層用のターゲットC1を、基板100の容器32における内側の面となる面100bがターゲットC1に臨むように、チャンバB1内に配置する。そして、チャンバB1内を窒素雰囲気としつつ、該窒素雰囲気でのターゲットC1を用いたスパッタリングにより、基板100の面100bに直接的に中間層200を形成する(図4参照)。
In the second step, the
チャンバB1内の窒素を含む雰囲気は、例えば窒素、窒素及び窒素と異なる不活性ガス(例えば、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、水素等)の混合ガス、窒素及び酸素を含む雰囲気、又は、窒素、酸素、及び窒素と異なる不活性ガスを含む雰囲気である。ターゲットC1は、ハフニウムからなる。 The atmosphere containing nitrogen in the chamber B1 is, for example, nitrogen, an atmosphere containing nitrogen and a mixed gas of an inert gas different from nitrogen (for example, argon, helium, neon, krypton, xenone, hydrogen, etc.), nitrogen and oxygen, or an atmosphere containing nitrogen. The atmosphere contains nitrogen, oxygen, and an inert gas different from nitrogen. Target C1 is made of hafnium.
第2工程では、このような状況下でスパッタリングを行うことにより、基板100の面100bに直接的に中間層200を形成する。すなわち、第2工程では、ハフニウムのターゲットC1を用いたスパッタリングを、窒素を含む雰囲気の下で行うことにより、基板100に直接的にハフニウムの窒化物を含む中間層200を形成する。このように、第2工程では、容器32内にターゲットC1を配置した状態でのスパッタリングが行われる。
In the second step, the
なお、第2工程では、スパッタリングに代えて蒸着を行ってもよい。すなわち、第2工程では、ハフニウムのターゲットC1を用いた蒸着又はスパッタリングを、窒素を含む雰囲気の下で行うことができる。蒸着方法としては、抵抗加熱蒸着法や化学気相成長法等を用いることができる。スパッタリングとしては、DCマグネトロン反応性スパッタリング、RFマグネトロンスパッタリング(非反応性)、又は、RFマグネトロン反応性スパッタリング等を用いることができる。 In the second step, vapor deposition may be performed instead of sputtering. That is, in the second step, vapor deposition or sputtering using the hafnium target C1 can be performed in an atmosphere containing nitrogen. As the vapor deposition method, a resistance heating vapor deposition method, a chemical vapor deposition method, or the like can be used. As the sputtering, DC magnetron reactive sputtering, RF magnetron sputtering (non-reactive), RF magnetron reactive sputtering, or the like can be used.
続く工程では、中間層200に対して酸化処理を行う(第4工程)。これにより、ハフニウムの酸化物を含む中間層200が得られる。なお、第2工程において、窒素及び酸素を含む雰囲気を用いることにより、ハフニウムの窒化物及びハフニウムの酸化物を含む中間層200を形成することで、当該酸化処理(第4工程)を省略してもよいし、さらに当該酸化処理(第4工程)を実施して中間層200におけるハフニウムの酸化物の量をより増やしてもよい。酸化処理方法としては、放電による酸化や、熱による酸化、光による酸化、酸化雰囲気(オゾンや水蒸気雰囲気等)や酸化剤(酸化溶液等)による酸化等およびそれらの組み合わせ等を用いることができる。そして、酸化処理方法の条件を変更することで、上述したような分布の中間層200とすることができる。
In the subsequent step, the
続く工程では、中間層200上にベリリウムを含む下地層300を形成する(第5工程)。より具体的には、まず、中間層200が形成された容器32をチャンバB2内に配置する。また、下地層用のターゲット源(ベリリウム源)C3を中間層200に対向するようにチャンバB2内に配置する。なお、チャンバB2は、第2工程で用いたチャンバB1と共通化されてもよい。
In the subsequent step, the
そして、チャンバB2内を窒素雰囲気としつつ、該窒素雰囲気でのベリリウムのターゲットを用いた蒸着又はスパッタリングにより、中間層200に直接的に下地層300を形成する(図4の(b),(c)参照)。このときのチャンバB2内の雰囲気は、窒素のみからなるものとしてもよいし、窒素と異なる不活性ガスが混入されたものとしてもよい。不活性ガスとしては、例えば、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、水素等である。
Then, while creating a nitrogen atmosphere in the chamber B2, the
蒸着方法としては、抵抗加熱蒸着法や化学気相成長法等を用いることができる。スパッタリングとしては、DCマグネトロン反応性スパッタリング、RFマグネトロンスパッタリング(非反応性)、又は、RFマグネトロン反応性スパッタリング等を用いることができる。なお、ここでのスパッタリングとしても、ターゲット源C3が容器32内に配置した状態でのスパッタリングが行われ得る。
As the vapor deposition method, a resistance heating vapor deposition method, a chemical vapor deposition method, or the like can be used. As the sputtering, DC magnetron reactive sputtering, RF magnetron sputtering (non-reactive), RF magnetron reactive sputtering, or the like can be used. As for the sputtering here, the sputtering can be performed in a state where the target source C3 is arranged in the
続く工程では、下地層300に対して酸化処理を行う(第6工程)。これにより、ベリリウムの酸化物を含む下地層300が得られる。例えば、下地層300における中間層200と反対側から下地層300に対して酸化処理を行う。これにより、下地層300における中間層200と反対側の面300aを含む領域であって、ベリリウムの窒化物を含む膜状の領域がベリリウムの酸化物を含む領域に置換される。この結果、上述した第1下地層(第1領域310)と第2下地層(第2領域320)とが形成される。すなわち、この工程では、下地層300として、中間層200上に設けられベリリウムの窒化物を含む第1下地層と、第1下地層における中間層200と反対側の面310a上に設けられベリリウムの酸化物を含む第2下地層と、が形成されるように、中間層200と反対側から下地層300に対して酸化処理を行う。
In the subsequent step, the
なお、第5工程において、窒素及び酸素を含む雰囲気を用いることにより、ベリリウムの窒化物及びベリリウムの酸化物を含む下地層300を形成することで、当該酸化処理(第6工程)を省略してもよい。或いは、さらに当該酸化処理(第6工程)を実施して下地層300におけるベリリウムの酸化物の量をより増やしてもよい。酸化処理方法としては、放電による酸化や、熱による酸化、光による酸化、酸化雰囲気(オゾンや水蒸気雰囲気等)や酸化剤(酸化溶液等)による酸化等およびそれらの組み合わせ等を用いることができる。そして、酸化処理方法の条件を変更することで、上述したような分布の下地層300とすることができる。また、中間層200及び下地層300に対して一括して酸化処理を行ってもよい。つまり、下地層300に対する酸化処理(第6工程)が、中間層200に対する酸化処理(第4工程)を兼ねてもよく、この場合、中間層200に対する酸化処理(第4工程)を省いてもよい(第4工程を省かず、第4工程及び第6工程の両方を行ってもよい)。
In the fifth step, the oxidation treatment (sixth step) is omitted by forming the
続く工程においては、図4の(b)に示されるように、集束電極36、陽極38(図示せず)、及び増倍部40が組付けられたステム板46によって容器32の他端部を封止する。集束電極36には、蒸着源Dが配置されている。また、ステム板46には、ステムピン44を介してアルカリ金属源Eが配置されている。
In the subsequent steps, as shown in FIG. 4B, the other end of the
なお、下地層300に対する酸化処理(第6工程)や、中間層200及び下地層300に対する一括した酸化処理は、図4の(b)に示されるように、ステム板46によって容器32の他端部を封止した後に行ってもよい。例えば、下地層300に対する酸化処理(第6工程)として放電による酸化を用いる場合、DC放電酸化やAC放電酸化(例えばRF放電酸化)等を用いることができるが、例えばグロー放電を利用する場合、真空状態とされた容器32内に酸素を適度に封入した後に、集束電極36と容器32(基板100)との間に電圧を印加し、下地層300の面300a側から、ベリリウムの窒化物を含む領域をベリリウムの酸化物を含む領域に置換する。このときの容器32内の圧力(ガスの圧力)は、例えば、0.01Pa〜1000Pa程度である。
The oxidation treatment of the base layer 300 (sixth step) and the batch oxidation treatment of the
続く工程においては、図5に示されるように、下地層300の中間層200と反対側の面300a上(すなわち、下地層300を介して中間層200上)に光電変換層400を形成する(第3工程)。より具体的には、第3工程では、まず、図5の(a)に示されるように、蒸着源Dを用いたアンチモンの蒸着により、面300a上にアンチモン層600を形成する。続いて、図5の(b)に示されるように、アルカリ金属源Eからのアルカリ金属の蒸気をアンチモン層600に供給することにより、アンチモン層600を活性化させる。これにより、アンチモン層600から、アンチモンとアルカリ金属との化合物からなる光電変換層400が形成される。
In the subsequent steps, as shown in FIG. 5, the
引き続いて、作用・効果について説明する。図6は、成膜速度の比較結果を示すグラフである。図6において、破線は、第2工程での雰囲気を窒素雰囲気とした場合の(ハフニウムの窒化物を含む)中間層200の成膜速度を示し、実線は、第2工程での雰囲気を酸素雰囲気とした場合の(ハフニウムの酸化物を含むと共に窒化物を含まない)中間層の成膜速度を示している。図6に示されるように、ハフニウムの窒化物を含む中間層200の成膜速度は、ハフニウムの酸化物からなる中間層の成膜速度と比較して速い。
Next, the action / effect will be described. FIG. 6 is a graph showing a comparison result of film formation speed. In FIG. 6, the broken line shows the film formation rate of the intermediate layer 200 (including the hafnium nitride) when the atmosphere in the second step is a nitrogen atmosphere, and the solid line shows the atmosphere in the second step as an oxygen atmosphere. The film formation rate of the intermediate layer (containing hafnium oxide and not containing nitride) is shown. As shown in FIG. 6, the film forming rate of the
図7は、光学特性の比較結果を示すグラフである。図7において、破線は、スパッタリング法(SP)により成膜された窒化ハフニウムの中間層200を示しており、実線は、EB蒸着(EB)により成膜された酸化ハフニウムの中間層を示している。図7の(a),(b)に示されるように、窒化ハフニウムの中間層200は、酸化ハフニウムの中間層と概ね同様の屈折率及び透過率の傾向を示すことから、酸化ハフニウムの中間層と同様に反射防止膜として機能することが理解される。
FIG. 7 is a graph showing a comparison result of optical characteristics. In FIG. 7, the broken line shows the
図8は、量子効率の比較結果を示すグラフである。図8の(a)において、破線は窒化ハフニウムの中間層200とベリリウムの下地層300を併用した場合を示し、実線は、中間層200を用いずにベリリウムの下地層300のみを用いた場合を示す。図8の(a)に示されるように、窒化ハフニウムの中間層200を用いることにより、入射光の反射防止効果が得られることで、量子効率が向上される。
FIG. 8 is a graph showing the comparison result of quantum efficiency. In FIG. 8A, the broken line shows the case where the
以上のように、光電陰極1が備える中間層200は、ハフニウムの窒化物を含むものであり、反射防止膜として機能する。また、ハフニウムの窒化物を含む中間層200の成膜速度は、相対的に速い。よって、本実施形態に係る光電陰極1は、量子効率が向上されると共に効率的に製造され得る。
As described above, the
また、光電陰極1においては、中間層200は、ハフニウムの酸化物を含む。この場合、中間層200の光透過性が向上し、より広い波長範囲において反射防止膜として機能し得る。
Further, in the
また、光電陰極1においては、中間層200では、ハフニウムの酸化物の量がハフニウムの窒化物の量よりも多い。この場合、より中間層200の光透過性が向上し、より広い波長範囲において反射防止膜として機能し得る。
Further, in the
また、光電陰極1においては、中間層200では、ハフニウムの窒化物及びハフニウムの酸化物の少なくとも一方の量が、中間層200の厚さ方向において偏って分布してもよいし、ハフニウムの窒化物の量が、中間層200の厚さ方向において略均一に分布すると共に、ハフニウムの酸化物の量が、中間層200の厚さ方向において略均一に分布してもよい。偏って分布する場合、中間層200を、基板100側の第1領域210と光電変換層400側の第2領域220との2つの領域からなる層として見た場合、中間層200では、ハフニウムの窒化物の量が、第1領域210側(基板100側)よりも第2領域220側(光電変換層400側)において多く、ハフニウムの酸化物の量が、第2領域220側(光電変換層400側)よりも第1領域210側(基板100側)において多くてもよい。さらに、第1領域210及び第2領域220が、互いに積層された第1中間層及び第2中間層であって、第1中間層は、第2中間層よりも基板100側に位置すると共に、ハフニウムの酸化物を含んでもよい。いずれの場合においても、より中間層200の光透過性が向上し、より広い波長範囲において反射防止膜として機能し得る。
Further, in the
なお、光電陰極1は、中間層200と光電変換層400との間に設けられ、ベリリウムを含む下地層300を備える。このように、ベリリウムを含む下地層300を用いることにより、実効的な量子効率がより向上され、感度が向上される。
The
また、光電陰極1においては、下地層300は、ベリリウムの窒化物を含んでもよい。ここで、本発明者の知見によれば、ベリリウムを含む下地層300を成膜するにあたり、例えばベリリウム合金の酸化物からなる下地層や、酸化ベリリウムからなる下地層の成膜速度に比べて、ベリリウムの窒化物を含む下地層の成膜速度の方が速く、効率的に製造され得る。よって、ベリリウムを含む下地層300を含む光電陰極1が効率的に製造され得る。
Further, in the
また、光電陰極1においては、下地層300は、ベリリウムの酸化物を含んでもよい。この場合、光電陰極1の量子効率が向上し、より広い波長範囲において下地層300として機能し得る。
Further, in the
また、光電陰極1においては、下地層300では、ベリリウムの酸化物の量がベリリウムの窒化物の量よりも多くてもよい。この場合、光電陰極1の量子効率がより向上し、さらに広い波長範囲において下地層として機能し得る。
Further, in the
また、光電陰極1においては、下地層300では、ベリリウムの窒化物及びベリリウムの酸化物の少なくとも一方の量が、下地層300の厚さ方向において偏って分布してもよいし、ベリリウムの窒化物の量が、下地層300の厚さ方向において略均一に分布すると共に、ベリリウムの酸化物の量が、下地層300の厚さ方向において略均一に分布してもよい。偏って分布する場合、下地層300を、基板100側の第1領域310と光電変換層400側の第2領域320の2つの領域からなる層として見た場合、下地層300では、ベリリウムの窒化物の量が、第2領域320側(光電変換層400側)よりも第1領域310側(基板100側)において多く、ベリリウムの酸化物の量が、第1領域310側(基板100側)よりも第2領域320側(光電変換層400側)において多くてもよい。さらに、第1領域310及び第2領域320が、互いに積層された第1下地層及び第2下地層であって、第2下地層は、第1下地層よりも光電変換層400側に位置すると共に、ベリリウムの酸化物を含んでもよい。いずれの場合においても、より光電陰極1の量子効率が向上し、より広い波長範囲において下地層として機能し得る。
Further, in the
また、光電陰極1の製造方法では、第2工程において、ハフニウムを含む中間層を形成する工程として、ハフニウムのターゲットC1を用いた蒸着又はスパッタリングを、窒素を含む雰囲気下で行うことにより、基板100に直接的にハフニウムの窒化物を含む中間層200を形成する。上記の知見のとおり、ハフニウムの窒化物を含む中間層200の成膜速度は相対的に速い。よって、この製造方法によれば、量子効率が向上された光電陰極1を効率的に製造できる。
Further, in the method for manufacturing the
ここで、図9は、スパッタガス(スパッタリング法における雰囲気)に応じた中間層の成分の分析結果を示すグラフである(分析方法:XPS)。図9の(a)は、スパッタガスを酸素とした場合を示し、図9の(b)は、スパッタガスを窒素とした場合を示し、図9の(c)は、スパッタガスを窒素とアルゴンとの混合ガスとした場合を示している。なお、スパッタガスを窒素とした場合やスパッタガスを窒素とアルゴンとの混合ガスとした場合においては、雰囲気中に多少の残留ガスが存在する可能性が高く、特にそのうちの水分に起因して、酸素も供給される。そのため、成膜された中間層からは酸素原子も検出される場合が多い。また、成膜速度に影響の少ない範囲内で、意図的に酸素を加えてもよい。そして、図9に示されるように、スパッタガスが窒素である場合と比較して、窒素とアルゴンとの混合ガスとした場合には、酸素比率が低下している。 Here, FIG. 9 is a graph showing the analysis results of the components of the intermediate layer according to the sputtering gas (atmosphere in the sputtering method) (analysis method: XPS). 9 (a) shows the case where the sputter gas is oxygen, FIG. 9 (b) shows the case where the sputter gas is nitrogen, and FIG. 9 (c) shows the case where the sputter gas is nitrogen and argon. The case where the gas is mixed with and is shown. When the sputter gas is nitrogen or the sputter gas is a mixed gas of nitrogen and argon, there is a high possibility that some residual gas is present in the atmosphere, especially due to the water content thereof. Oxygen is also supplied. Therefore, oxygen atoms are often detected in the formed intermediate layer. Further, oxygen may be intentionally added within a range that does not affect the film formation rate. Then, as shown in FIG. 9, the oxygen ratio is lower when the sputter gas is a mixed gas of nitrogen and argon as compared with the case where the sputter gas is nitrogen.
これは、スパッタガスにアルゴンを混合することにより、中間層200の成膜速度がさらに向上されたため、成膜時の中間層200への酸素の取り込みが減少した結果であると考えられる。実際に、図10に示されるように、スパッタガスを窒素とアルゴンとの混合ガスとした場合、酸素のみの場合及び窒素のみの場合と比較して成膜速度が速い。そこで、光電陰極1の製造方法においては、第2工程では、窒素とは異なる不活性ガスを含む雰囲気を用いることができる。この場合には、量子効率が向上された光電陰極1をより効率的に製造できる。
It is considered that this is a result of the fact that the film formation rate of the
このように、光電陰極1の製造方法において、第2工程では、窒素及び酸素を含む雰囲気を用いることにより、ハフニウムの窒化物及びハフニウムの酸化物を含む中間層200を形成している。この場合、中間層200の光透過性が向上し、より広い波長範囲において反射防止膜として機能し得る中間層200を形成できる。
As described above, in the method for producing the
また、光電陰極1の製造方法においては、第2工程と第3工程との間において、中間層200に対して酸化処理を行う第4工程を備えてもよい。この場合、中間層200の光透過性が向上し、より広い波長範囲において反射防止膜として機能し得る。
Further, in the method for manufacturing the
一方、光電陰極1の製造方法は、第2工程と第3工程との間において、中間層200上にベリリウムを含む下地層300を形成する第5工程を備えている。そして、第3工程では、下地層300上に光電変換層400を形成する。このように、ベリリウムを含む下地層300を中間層200上に形成することにより、実効的な量子効率が向上されると共に感度が向上された光電陰極1を製造できる。
On the other hand, the method for manufacturing the
また、光電陰極1の製造方法においては、第5工程では、窒素を含む雰囲気下において、ベリリウムの窒化物を含む下地層300を形成する。これにより、下地層300を含む光電陰極1を効率的に製造できる。
Further, in the method for producing the
さらに、光電陰極1の製造方法は、第5工程の後に、下地層300に対して酸化処理を行う第6工程を備えてもよい。この場合、光電陰極1の量子効率が向上し、より広い波長範囲において下地層300として機能し得る。また、第6工程において、下地層300における中間層200と反対側の領域を酸化させることにより、ベリリウムの窒化物を含む第1領域310(第1下地層)と、第1領域310よりも中間層200と反対側に位置し、ベリリウムの酸化物を含む第2領域320(第2下地層)と、を形成してもよい。この場合、実効的な量子効率がさらに向上されると共に感度がより向上された光電陰極1を製造できる。
Further, the method for manufacturing the
さらに、光電陰極1の製造方法では、第6工程において、中間層200及び下地層300に対して一括して酸化処理を行ってもよい。この場合、中間層200と下地層300の酸化処理を一括に行うため、光電陰極1を効率的に製造できる。
Further, in the method for producing the
以上の実施形態は、本発明の一態様を説明したものである。したがって、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の変形がされ得る。 The above-described embodiment describes one aspect of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
例えば、光電陰極1は、下地層300を備えていなくてもよい。この場合、中間層200(面200a)に直接的に光電変換層400が設けられることとなる。すなわち、この場合には、基板100上に、中間層200及び光電変換層400がこの順で積層されることとなる。
For example, the
1…光電陰極、100…基板(透光性基板)、200…中間層、300…下地層、310…第1領域(第1下地層)、320…第2領域(第2下地層)、400…光電変換層。 1 ... Photocathode, 100 ... Substrate (translucent substrate), 200 ... Intermediate layer, 300 ... Underlayer, 310 ... First region (first underlayer), 320 ... Second region (second underlayer), 400 … Photocathode conversion layer.
Claims (24)
前記透光性基板上に設けられ、光の入射に応じて光電子を発生させる光電変換層と、
前記透光性基板と前記光電変換層との間において前記透光性基板に接触して設けられた中間層と、を備え、
前記中間層は、ハフニウムの窒化物を含む、
る光電陰極。 With a translucent substrate,
A photoelectric conversion layer provided on the translucent substrate and generating photoelectrons in response to light incident,
An intermediate layer provided in contact with the translucent substrate between the translucent substrate and the photoelectric conversion layer is provided.
The intermediate layer contains a hafnium nitride.
Photocathode.
請求項1に記載の光電陰極。 The intermediate layer contains a hafnium oxide.
The photocathode according to claim 1.
請求項2に記載の光電陰極。 In the intermediate layer, the amount of hafnium oxide is greater than the amount of hafnium nitride.
The photocathode according to claim 2.
請求項2又は3に記載の光電陰極。 In the intermediate layer, the amount of at least one of the hafnium nitride and the hafnium oxide is distributed unevenly in the thickness direction of the intermediate layer.
The photocathode according to claim 2 or 3.
請求項4に記載の光電陰極。 In the intermediate layer, the amount of hafnium nitride is larger on the photoelectric conversion layer side than on the translucent substrate side, and the amount of hafnium oxide is more translucent than on the photoelectric conversion layer side. Many on the board side,
The photocathode according to claim 4.
前記第1中間層は、前記第2中間層よりも前記透光性基板側に位置すると共に、ハフニウムの酸化物を含む、
請求項5に記載の光電陰極。 The intermediate layer has a first intermediate layer and a second intermediate layer laminated on each other.
The first intermediate layer is located closer to the translucent substrate than the second intermediate layer and contains an oxide of hafnium.
The photocathode according to claim 5.
請求項2又は3に記載の光電陰極。 In the intermediate layer, the amount of hafnium nitride is distributed substantially uniformly in the thickness direction of the intermediate layer, and the amount of hafnium oxide is distributed substantially uniformly in the thickness direction of the intermediate layer.
The photocathode according to claim 2 or 3.
請求項1〜7のいずれか一項に記載の光電陰極。 A base layer provided between the intermediate layer and the photoelectric conversion layer and containing beryllium is provided.
The photocathode according to any one of claims 1 to 7.
請求項8に記載の光電陰極。 The underlayer contains beryllium nitride.
The photocathode according to claim 8.
請求項8に記載の光電陰極。 The base layer contains an oxide of beryllium.
The photocathode according to claim 8.
請求項9に記載の光電陰極。 The base layer contains an oxide of beryllium.
The photocathode according to claim 9.
請求項11に記載の光電陰極。 In the underlayer, the amount of beryllium oxide is greater than the amount of beryllium nitride.
The photocathode according to claim 11.
請求項11又は12に記載の光電陰極。 In the base layer, at least one amount of beryllium nitride and beryllium oxide is unevenly distributed in the thickness direction of the base layer.
The photocathode according to claim 11 or 12.
請求項13に記載の光電陰極。 In the base layer, the amount of beryllium nitride is larger on the translucent substrate side than on the photoelectric conversion layer side, and the amount of beryllium oxide is larger on the translucent substrate side than on the translucent substrate side. Many on the layer side,
The photocathode according to claim 13.
前記第2下地層は、前記第1下地層よりも前記光電変換層側に位置すると共に、ベリリウムの酸化物を含む、
請求項14に記載の光電陰極。 The base layer has a first base layer and a second base layer that are laminated on each other.
The second base layer is located closer to the photoelectric conversion layer than the first base layer and contains an oxide of beryllium.
The photocathode according to claim 14.
請求項15に記載の光電陰極。 In the base layer, the amount of beryllium nitride is distributed substantially uniformly in the thickness direction of the base layer, and the amount of oxide of beryllium is distributed substantially uniformly in the thickness direction of the base layer.
The photocathode according to claim 15.
前記第1工程の後に、前記透光性基板上にハフニウムを含む中間層を形成する第2工程と、
前記第2工程の後に、前記中間層上に、光の入射に応じて光電子を発生させる光電変換層を形成する第3工程と、を備え、
前記第2工程では、窒素を含む雰囲気下において前記透光性基板に直接的にハフニウムの窒化物を含む前記中間層を形成する、
光電陰極の製造方法。 The first step of preparing a translucent substrate and
After the first step, a second step of forming an intermediate layer containing hafnium on the translucent substrate, and
After the second step, a third step of forming a photoelectric conversion layer that generates photoelectrons in response to the incident of light is provided on the intermediate layer.
In the second step, the intermediate layer containing a hafnium nitride is formed directly on the translucent substrate in an atmosphere containing nitrogen.
A method for manufacturing a photocathode.
請求項17に記載の光電陰極の製造方法。 In the second step, the atmosphere containing nitrogen and oxygen is used to form the intermediate layer containing hafnium nitride and hafnium oxide.
The method for manufacturing a photocathode according to claim 17.
請求項17又は18に記載の光電陰極の製造方法。 In the second step, the atmosphere containing an inert gas different from nitrogen is used.
The method for producing a photocathode according to claim 17 or 18.
請求項17〜19のいずれか一項に記載の光電陰極の製造方法。 Between the second step and the third step, a fourth step of oxidizing the intermediate layer is provided.
The method for producing a photocathode according to any one of claims 17 to 19.
前記第3工程では、前記下地層上に前記光電変換層を形成する、
請求項17〜20のいずれか一項に記載の光電陰極の製造方法。 Between the second step and the third step, a fifth step of forming a base layer containing beryllium on the intermediate layer is provided.
In the third step, the photoelectric conversion layer is formed on the base layer.
The method for producing a photocathode according to any one of claims 17 to 20.
請求項21に記載の光電陰極の製造方法。 In the fifth step, the base layer containing beryllium nitride is formed in an atmosphere containing nitrogen.
The method for manufacturing a photocathode according to claim 21.
請求項22に記載の光電陰極の製造方法。 After the fifth step, a sixth step of performing an oxidation treatment on the base layer is provided.
The method for manufacturing a photocathode according to claim 22.
請求項23に記載の光電陰極の製造方法。 In the sixth step, the intermediate layer and the base layer are collectively oxidized.
The method for manufacturing a photocathode according to claim 23.
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