JP2923395B2 - 光電面および光電子増倍管 - Google Patents
光電面および光電子増倍管Info
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- JP2923395B2 JP2923395B2 JP22414392A JP22414392A JP2923395B2 JP 2923395 B2 JP2923395 B2 JP 2923395B2 JP 22414392 A JP22414392 A JP 22414392A JP 22414392 A JP22414392 A JP 22414392A JP 2923395 B2 JP2923395 B2 JP 2923395B2
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- Japan
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- photocathode
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光電面および光電子増倍
管に関するものである。
管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】紫外線に有感な透過型光電面として、テ
ルル；Ｔｅとアルカリ金属（セシウム；Ｃｓ，カリウ
ム；Ｋ，ルビジウム；Ｒｂなど）を含むものが知られて
いる。このような光電面は、石英などの窓材上にクロ
ム；Ｃｒなどからなる下地膜を堆積し、その上にＴｅと
アルカリ金属の光電子放出膜を堆積して構成される。従
来から下地膜には、主にＣｒやＮｉ；ニッケルが用いら
れている。
ルル；Ｔｅとアルカリ金属（セシウム；Ｃｓ，カリウ
ム；Ｋ，ルビジウム；Ｒｂなど）を含むものが知られて
いる。このような光電面は、石英などの窓材上にクロ
ム；Ｃｒなどからなる下地膜を堆積し、その上にＴｅと
アルカリ金属の光電子放出膜を堆積して構成される。従
来から下地膜には、主にＣｒやＮｉ；ニッケルが用いら
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ここで、下地膜の性質
としては、検出対象の紫外線を透過し得ることと、放出
される光電子を供給し得る程度の導電性があることが必
要であると推定され、また光電子放出膜と直接に接する
ことから、Ｔｅやアルカリ金属と反応しないことなども
必要であると考え得る。このような観点から考えると、
下地膜の材料としてＣｒは導電性が十分ではなく、例え
ばＡｕ；金やＡｇ；銀の方が低抵抗にできると思われ
る。また、紫外線透過率についても同様に、Ｃｒが最適
であるとは言い難く、この事は公知の材料物性データか
らも推定できる。
としては、検出対象の紫外線を透過し得ることと、放出
される光電子を供給し得る程度の導電性があることが必
要であると推定され、また光電子放出膜と直接に接する
ことから、Ｔｅやアルカリ金属と反応しないことなども
必要であると考え得る。このような観点から考えると、
下地膜の材料としてＣｒは導電性が十分ではなく、例え
ばＡｕ；金やＡｇ；銀の方が低抵抗にできると思われ
る。また、紫外線透過率についても同様に、Ｃｒが最適
であるとは言い難く、この事は公知の材料物性データか
らも推定できる。
【０００４】しかし、公知文献に示された物性データ
は、あくまでバルク材料の物性データであり、このデー
タにもとづいて光電面の特性を改善することは事実上、
不可能である。すなわち、光電面を構成する下地膜はオ
ングストローム単位の極めて薄い膜であり、かつ、この
上には反応性の高いアルカリ金属が堆積され、しかも堆
積時には２００℃前後の高温にさらされるため、種々の
要因から物性データにもとづく推定通りの結果とはなら
ない。
は、あくまでバルク材料の物性データであり、このデー
タにもとづいて光電面の特性を改善することは事実上、
不可能である。すなわち、光電面を構成する下地膜はオ
ングストローム単位の極めて薄い膜であり、かつ、この
上には反応性の高いアルカリ金属が堆積され、しかも堆
積時には２００℃前後の高温にさらされるため、種々の
要因から物性データにもとづく推定通りの結果とはなら
ない。
【０００５】ここに、光電面の改良を実現する際の困難
性があるのである。また、光電面を用いた光電子増倍管
は、極めて微弱な光現象を極めて高い感度と利得で検出
するものであるため、たとえ数％であっても、量子効率
の向上は重要な意味を持つ。
性があるのである。また、光電面を用いた光電子増倍管
は、極めて微弱な光現象を極めて高い感度と利得で検出
するものであるため、たとえ数％であっても、量子効率
の向上は重要な意味を持つ。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
課題を解決することを目的として、発明者らの試行錯誤
の結果から完成されたものであり、このような光電面
は、入射光を透過する窓材と、この窓材に形成されたア
ルミニウムを含む下地膜と、この下地膜上に形成された
テルルとアルカリ金属を含む光電子放出膜とを備える。
課題を解決することを目的として、発明者らの試行錯誤
の結果から完成されたものであり、このような光電面
は、入射光を透過する窓材と、この窓材に形成されたア
ルミニウムを含む下地膜と、この下地膜上に形成された
テルルとアルカリ金属を含む光電子放出膜とを備える。
【０００７】
【作用】本発明の光電面によれば、Ｃｒを下地膜とする
従来例に比べても、またＡｕやＡｇを下地膜とする比較
例と比べても、紫外線域において優れた量子効率を実現
できる。ここで、上記のアルカリ金属としては、Ｃｓ、
ＲｂあるいはＫ−Ｃｓとすることができ、いずれも同様
の結果が達成される。
従来例に比べても、またＡｕやＡｇを下地膜とする比較
例と比べても、紫外線域において優れた量子効率を実現
できる。ここで、上記のアルカリ金属としては、Ｃｓ、
ＲｂあるいはＫ−Ｃｓとすることができ、いずれも同様
の結果が達成される。
【０００８】
【実施例】本発明に係る光電面は、紫外線に有感な光電
子増倍管に用いられるが、このような光電子増倍管は、
例えば下記のように構成される。すなわち、受光面板と
しての窓材を有する真空容器の内部には、ダイノードあ
るいはマイクロチャンネルプレートなどの電子増倍部が
セットされ、窓材の内面には光電面が形成される。一
方、陽極（アノード）も真空容器の内部に収容され、リ
ードピンを介して上記の光電面、電子増倍部および陽極
に所定のバイアスが印加される。そして、陽極からの出
力信号はリードピンを介して外部に出力される。
子増倍管に用いられるが、このような光電子増倍管は、
例えば下記のように構成される。すなわち、受光面板と
しての窓材を有する真空容器の内部には、ダイノードあ
るいはマイクロチャンネルプレートなどの電子増倍部が
セットされ、窓材の内面には光電面が形成される。一
方、陽極（アノード）も真空容器の内部に収容され、リ
ードピンを介して上記の光電面、電子増倍部および陽極
に所定のバイアスが印加される。そして、陽極からの出
力信号はリードピンを介して外部に出力される。
【０００９】ここで、窓材の内面にはＡｌの薄膜（下地
膜）が真空蒸着され、この上に光電子放出膜としてＴｅ
とアルカリ金属が堆積される。なお、Ｔｅとアルカリ金
属の堆積手法および活性化の手順については、従来と特
に異なる点はない。また、窓材については、紫外線透過
性のものであればよいが、実施例では石英板とフッ化マ
グネシウム（ＭｇＦ2 ）板を使用した。光電子放出膜に
おけるＴｅとアルカリ金属の組み合わせについては、Ｃ
ｓ−Ｔｅ，Ｋ−Ｃｓ−Ｔｅ，Ｒｂ−Ｔｅの他、各種のも
のが考えられるが、実施例ではＫ−Ｃｓ−ＴｅとＲｂ−
Ｔｅを検討した。
膜）が真空蒸着され、この上に光電子放出膜としてＴｅ
とアルカリ金属が堆積される。なお、Ｔｅとアルカリ金
属の堆積手法および活性化の手順については、従来と特
に異なる点はない。また、窓材については、紫外線透過
性のものであればよいが、実施例では石英板とフッ化マ
グネシウム（ＭｇＦ2 ）板を使用した。光電子放出膜に
おけるＴｅとアルカリ金属の組み合わせについては、Ｃ
ｓ−Ｔｅ，Ｋ−Ｃｓ−Ｔｅ，Ｒｂ−Ｔｅの他、各種のも
のが考えられるが、実施例ではＫ−Ｃｓ−ＴｅとＲｂ−
Ｔｅを検討した。
【００１０】以下、具体的な実施例を説明する。
【００１１】実施例１ 窓材としてＭｇＦ2 を採用し、光電子放出膜としてＫ−
Ｃｓ−Ｔｅを採用した。そして、下地膜としてＣｒを用
いたもの（比較例）と、下地膜としてＡｌを用いたもの
（実施例）を試作し、波長１５０〜３００ｎｍの範囲に
おける量子効率を測定した。図１はその結果を示すグラ
フであり、下地膜をＡｌとすることにより、波長２００
〜２５０ｎｍにおける量子効率が、従来に比べて大幅に
向上していることがわかる。
Ｃｓ−Ｔｅを採用した。そして、下地膜としてＣｒを用
いたもの（比較例）と、下地膜としてＡｌを用いたもの
（実施例）を試作し、波長１５０〜３００ｎｍの範囲に
おける量子効率を測定した。図１はその結果を示すグラ
フであり、下地膜をＡｌとすることにより、波長２００
〜２５０ｎｍにおける量子効率が、従来に比べて大幅に
向上していることがわかる。
【００１２】実施例２ 窓材として石英（ＳｉＯ2 ）を採用し、光電子放出膜と
してＲｂ−Ｔｅを採用した。図２に結果を示す。下地膜
をＣｒとしたものに比べて、Ａｌの下地膜とすること
で、量子効率が大幅に向上している。
してＲｂ−Ｔｅを採用した。図２に結果を示す。下地膜
をＣｒとしたものに比べて、Ａｌの下地膜とすること
で、量子効率が大幅に向上している。
【００１３】実施例３ 窓材として石英を採用し、光電子放出膜としてＫ−Ｃｓ
−Ｔｅを採用した。そして、下地膜としてＣｒおよびＡ
ｌを採用し、それぞれ量子効率を対比した。図３に示す
ように、Ａｌを用いた場合に大きく量子効率が向上して
いる。
−Ｔｅを採用した。そして、下地膜としてＣｒおよびＡ
ｌを採用し、それぞれ量子効率を対比した。図３に示す
ように、Ａｌを用いた場合に大きく量子効率が向上して
いる。
【００１４】検討 以上のように、下地膜としてＡｌを用いると、Ｃｒを用
いる場合に比べて、紫外域での量子効率を顕著に向上さ
せることができる。ところで、先に説明したように、下
地膜としては紫外線の透過率が高いこと、導電性が高い
ことなどが必要とされ、またアルカリ金属などと反応し
ないことなども必要になると考えられる。このような材
料としては、例えばＡｌが挙げられるが、Ａｇ（銀）や
Ａｕ（金）などの薄膜も、同様に下地膜として適してい
ると考えられる。
いる場合に比べて、紫外域での量子効率を顕著に向上さ
せることができる。ところで、先に説明したように、下
地膜としては紫外線の透過率が高いこと、導電性が高い
ことなどが必要とされ、またアルカリ金属などと反応し
ないことなども必要になると考えられる。このような材
料としては、例えばＡｌが挙げられるが、Ａｇ（銀）や
Ａｕ（金）などの薄膜も、同様に下地膜として適してい
ると考えられる。
【００１５】そこで、本発明者はＡｕ，Ａｇについても
下地膜として採用し、石英を窓材、Ｋ−Ｃｓ−Ｔｅを光
電子放出膜とした光電面を試作し、波長１５０〜３５０
ｎｍの量子効率を測定した。その結果を図４に示す。図
示の通り、Ａｇ下地膜については、量子効率はＣｒ下地
膜とほとんど同一となり、Ａｕ下地膜については、量子
効率はＣｒ下地膜よりも劣っていた。すなわち、Ａｌを
採用したときのみ、量子効率を大幅に改善し得ることが
判明した。
下地膜として採用し、石英を窓材、Ｋ−Ｃｓ−Ｔｅを光
電子放出膜とした光電面を試作し、波長１５０〜３５０
ｎｍの量子効率を測定した。その結果を図４に示す。図
示の通り、Ａｇ下地膜については、量子効率はＣｒ下地
膜とほとんど同一となり、Ａｕ下地膜については、量子
効率はＣｒ下地膜よりも劣っていた。すなわち、Ａｌを
採用したときのみ、量子効率を大幅に改善し得ることが
判明した。
【００１６】そこで本発明者は、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｒおよ
びＡｌについて、石英の窓材に下地膜を作成し、その面
抵抗と波長２００〜６００ｎｍの透過率を測定した。そ
の結果を図５〜図８に示す。光電子放出用の電流供給に
とって十分な面抵抗の低さと、波長２００〜３００ｎｍ
の紫外線の高透過率との双方が、Ａｌによって実現され
ていることが推測できる。そして、Ａｌは光電子放出材
料と反応して感度を低下させたりすることがなく、下地
膜に適しているものと推定できる。
びＡｌについて、石英の窓材に下地膜を作成し、その面
抵抗と波長２００〜６００ｎｍの透過率を測定した。そ
の結果を図５〜図８に示す。光電子放出用の電流供給に
とって十分な面抵抗の低さと、波長２００〜３００ｎｍ
の紫外線の高透過率との双方が、Ａｌによって実現され
ていることが推測できる。そして、Ａｌは光電子放出材
料と反応して感度を低下させたりすることがなく、下地
膜に適しているものと推定できる。
【００１７】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、Ｔｅとア
ルカリ金属からなる紫外線用の光電面において、下地膜
としてＡｌを採用することにより、量子効率を向上させ
ることが可能となった。このため、高感度の紫外線有感
光電子増倍管が得られる。
ルカリ金属からなる紫外線用の光電面において、下地膜
としてＡｌを採用することにより、量子効率を向上させ
ることが可能となった。このため、高感度の紫外線有感
光電子増倍管が得られる。
【図１】第１実施例の光電面の量子効率を示すグラフ。
【図２】第２実施例の光電面の量子効率を示すグラフ。
【図３】第３実施例の光電面の量子効率を示すグラフ。
【図４】Ａｌ，Ａｕ，ＡｇおよびＣｒの下地膜を有する
光電面の量子効率を示すグラフ。
光電面の量子効率を示すグラフ。
【図５】Ｃｒの下地膜の紫外線透過率を示すグラフ。
【図６】Ａｌの下地膜の紫外線透過率を示すグラフ。
【図７】Ａｕの下地膜の紫外線透過率を示すグラフ。
【図８】Ａｇの下地膜の紫外線透過率を示すグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−85269（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−85072（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−67368（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−58751（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 40/00 - 49/48 H01J 1/34 - 1/35 H01J 31/49 - 31/56
Claims (3)
- 【請求項１】 入射光を透過する窓材と、この窓材に形
成されたアルミニウムを含む下地膜と、この下地膜上に
形成されたテルルとアルカリ金属を含む光電子放出膜と
を備えることを特徴とする光電面。 - 【請求項２】 前記アルカリ金属は、セシウム、カリウ
ムもしくはルビジウムである請求項１記載の光電面。 - 【請求項３】 請求項１記載の光電面を有する真空容器
と、この真空容器の内部に収容され前記光電子放出膜か
ら放出された電子を増倍する電子増倍手段と、前記真空
容器の内部に収容され前記電子増倍手段で増倍された電
子が入射されるアノードとを備えることを特徴とする光
電子増倍管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22414392A JP2923395B2 (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 光電面および光電子増倍管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22414392A JP2923395B2 (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 光電面および光電子増倍管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0668840A JPH0668840A (ja) | 1994-03-11 |
| JP2923395B2 true JP2923395B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=16809225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22414392A Expired - Fee Related JP2923395B2 (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 光電面および光電子増倍管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2923395B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1004071C2 (nl) * | 1996-09-19 | 1998-03-20 | Nl Laser Res | Foto-elektrode. |
| NL1004822C2 (nl) * | 1996-12-18 | 1998-06-19 | Nl Laser Res | Foto-elektrode. |
| JP4926504B2 (ja) * | 2006-03-08 | 2012-05-09 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光電面、それを備える電子管及び光電面の製造方法 |
| JP5342769B2 (ja) | 2006-12-28 | 2013-11-13 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光電陰極、電子管及び光電子増倍管 |
| JP6419572B2 (ja) | 2014-12-26 | 2018-11-07 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光電面、光電変換管、イメージインテンシファイア、及び光電子増倍管 |
-
1992
- 1992-08-24 JP JP22414392A patent/JP2923395B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0668840A (ja) | 1994-03-11 |
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