JP2500209B2 - 反射型光電面および光電子増倍管 - Google Patents

反射型光電面および光電子増倍管

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    • H01J2201/3426—Alkaline metal compounds, e.g. Na-K-Sb

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は反射型光電面および光電
子増倍管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】極微弱光の検出デバイスとして、光電子
増倍管が知られ、反射型光電面を光電陰極として用いる
タイプのものと、透過型光電面を光電陰極として用いる
タイプのものがある。このうち、反射型光電面は次のよ
うに構成されている。すなわち、ニッケル（Ｎｉ）など
からなる電極上に、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）の
層が形成され、この上に、アンチモン（Ｓｂ）とアルカ
リ金属（例えばセシウム（Ｃｓ）やナトリウム（Ｎａ）
など）の層が形成されている。
【０００３】ところで、反射型光電面の特性は、層構造
をどのようにするか、あるいはどの材料を使用するかに
より、大きく異なってくる。そこで、様々な研究、開発
がなされている。本発明者は、より高性能の反射型光電
面の開発を目的として、実験、検討と試行錯誤を繰り返
す中で、従来にはない高感度の反射型光電面を完成し
た。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる反射型光
電面は、ニッケルを含む基板上に、クロムを主成分とす
る第１の層、アルミニウムを主成分とする第２の層、ア
ンチモンと少なくとも一種類のアルカリ金属を含む第３
の層が順次に堆積される。ここで、第１の層の厚さが、
２０オングストローム以上、５００オングストローム以
下であるとすることが望ましい。
【０００５】
【作用】反射型光電面として、本発明の構造を採用する
ことにより、量子効率の大幅な向上が実現され、また高
いＳｋ値（陰極ルーメン感度）を効率よく実現できる。
【０００６】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施例
を説明する。
【０００７】図１は実施例に係わる反射型光電面の断面
図である。図示の通り、ニッケル電極１上には、第１の
層としてクロム層２が堆積され、この上に第３の層とし
てアルミニウム層３が堆積され。この上にアンチモンと
アルカリ金属からなる光感応層４が形成される。
【０００８】ここで、ニッケル電極１は純粋なニッケル
板に限らず、表面をニッケルめっきした板材でもよく、
またステンレスのようなニッケルを含有した板材でもよ
い。また、クロム層２は一定の厚さであることが望まし
く、具体的には２０〜５００オングストロームであると
きに、優れた効果を発揮することが判明した。アルミニ
ウム層３については、プロセス中に酸化されていてもよ
く、その酸化の程度も本発明においては特に問題となら
ない。なお、その厚さは一例としては２０００オングス
トローム程度である。光感応層４については、アンチモ
ンと少なくとも一種類のアルカリ金属を含み、アルカリ
金属としてはセシウム、ルビジウム（Ｒｂ）、ナトリウ
ム、カリウム（Ｋ）など多種類を例示でき、バイアルカ
リ、マルチアルカリのいずれになっていてもよい。
【０００９】本実施例の反射型光電面は、次のようなプ
ロセスを経て作製される。まず、ニッケル電極１が用意
され、真空蒸着法やスパッタリング法などにより、クロ
ム層２とアルミニウム層３が所望の厚さに形成される。
次いで、光電子増倍管の容器を排気して加熱（例えば２
６０℃、４５分）によりガス抜きし、アンチモン、ナト
リウム、カリウムの供給および活性化を行う。なお、こ
の光感応層４の形成プロセスの詳細については、本発明
と従来とで特に異なるものではなく、また公知の文献に
も開示されているので特に説明はしない。
【００１０】図２は、本発明者による試作品の量子効率
を、従来品の量子効率と対比した図である。なお、ニッ
ケル電極１としては純粋なニッケル板を用い、アルミニ
ウム（を含む）層３としては厚さを２０００オングスト
ロームとし、光感応層４としてはアンチモン、セシウ
ム、カリウムおよびナトリウムを用いた。上記の条件を
本発明品と従来品とで同一にし、本発明品については厚
さ１００オングストロームのクロム層２を、ニッケル電
極１とアルミニウム層３の間に介在させている。量子効
率が全波長域で向上し、特に波長６００〜９００ｎｍで
効果が著しいことが判明した。 図３はＳｋ値のクロム
膜厚依存性を示している。これは、試作品である本発明
構造の反射型光電面における特性を、平均値で表したも
のである。なお、試作品の本数は、クロム層２の厚さに
ついて、 ２０オングストローム… ５本 ３０オングストローム… ５本 ９０オングストローム…３０本 １００オングストローム…４０本 １１０オングストローム…４０本 １８０オングストローム…２５本 ５００オングストローム… ５本 である。
【００１１】図４はＳｋ値の出現頻度（本数）を示し、
同図（ａ）はクロム層２を設けた本発明品、同図（ｂ）
はクロム層２を設けない従来品である。本発明の構造に
よれば、Ｓｋ値の高い反射型光電面を、極めて歩留りよ
く実現できることがわかる。本発明の反射型光電面は、
例えば図５のようなサイドオンタイプの光電子増倍管
に、光電陰極として用いられる。ガラスバルブを通して
光（ｈν）が入射されると、反射型光電面から光電子が
放出され、多段のダイノードに衝突することで増倍さ
れ、陽極（アノード）に取り込まれる。
【００１２】本発明の反射型光電面は、ニッケル電極１
とアルミニウム（を含む）層３の間に、クロム層２が介
在している点に特徴があり、これによって従来にはない
高性能の反射型光電面のおよび光電子増倍管をえられる
ことが判明した。
【００１３】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の構
造によれば、反射型光電面として、本発明の構造を採用
することにより、量子効率の大幅な向上が実現され、ま
た高いＳｋ値を効率よく実現できる。本発明品を用いれ
ば、微弱光の計測分野における光電子増倍管の用途を拡
大することができ、また、従来の光電子増倍管では容易
でなかった極微弱光の検出も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の反射型光電面の断面図である。
【図２】本発明品と従来品とで、量子効率を比較する図
である。
【図３】Ｓｋ値のクロム膜厚依存性を示す図である。
【図４】Ｓｋ値の出現頻度を、本発明品と従来品で対比
した図である。
【図５】本発明に係わる光電子増倍管の構成図である。
【符号の説明】
１…ニッケル電極 ２…クロム層 ３…アルミニウム層 ４…光感応層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 宏之 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松 ホトニクス株式会社内 (56)参考文献 特公 昭52−47665（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ニッケルを含む基板上に、クロムを主成
    分とする第１の層、アルミニウムを主成分とする第２の
    層、アンチモンと少なくとも一種類のアルカリ金属を含
    む第３の層が順次に堆積された反射型光電面。
  2. 【請求項２】 前記第１の層の厚さが、２０オングスト
    ローム以上、５００オングストローム以下である請求項
    １記載の反射型光電面。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の反射型光電面を光電陰極
    として用い、放出光電子を複数段のダイノードで増倍す
    るようにした光電子増倍管。
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