JPH06290704A - 反射型アルカリ光電面および光電子増倍管 - Google Patents
反射型アルカリ光電面および光電子増倍管Info
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- JPH06290704A JPH06290704A JP13366893A JP13366893A JPH06290704A JP H06290704 A JPH06290704 A JP H06290704A JP 13366893 A JP13366893 A JP 13366893A JP 13366893 A JP13366893 A JP 13366893A JP H06290704 A JPH06290704 A JP H06290704A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/34—Photo-emissive cathodes
Abstract
(57)【要約】
【目的】 反射型アルカリ光電面を改良する。
【構成】 本発明に係る反射型アルカリ光電面は、下地
基板上に直接アンチモンの薄層が堆積されて、アルカリ
金属により活性化されている。ここで、アンチモン薄層
は１００μｇ／ｃｍ2 以下に堆積されており、このよう
な反射型光電面は光電子増倍管に適用され得る。
基板上に直接アンチモンの薄層が堆積されて、アルカリ
金属により活性化されている。ここで、アンチモン薄層
は１００μｇ／ｃｍ2 以下に堆積されており、このよう
な反射型光電面は光電子増倍管に適用され得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は反射型アルカリ（バイア
ルカリ、マルチアルカリ）光電面および光電子増倍管に
関するものである。
ルカリ、マルチアルカリ）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】ニッケル（Ｎｉ）を基板とする反射型バ
イアルカリ光電面や、反射型マルチアルカリ光電面が知
られている。この反射型バイアルカリ光電面では、Ｎｉ
基板の上にアンチモン（Ｓｂ）を堆積して、さらにカリ
ウム（Ｋ）およびセシウム（Ｃｓ）のアルカリ金属で活
性化している。また、反射型マルチアルカリ光電面につ
いても、Ｎｉ基板上にＳｂを堆積してＫ，Ｃｓおよびナ
トリウム（Ｎａ）で活性化している。ここで、Ｓｂの付
着重量は一般に２００μｇ／ｃｍ2 以上である。
イアルカリ光電面や、反射型マルチアルカリ光電面が知
られている。この反射型バイアルカリ光電面では、Ｎｉ
基板の上にアンチモン（Ｓｂ）を堆積して、さらにカリ
ウム（Ｋ）およびセシウム（Ｃｓ）のアルカリ金属で活
性化している。また、反射型マルチアルカリ光電面につ
いても、Ｎｉ基板上にＳｂを堆積してＫ，Ｃｓおよびナ
トリウム（Ｎａ）で活性化している。ここで、Ｓｂの付
着重量は一般に２００μｇ／ｃｍ2 以上である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような、従来の
反射型アルカリ光電面では、例えばバイアルカリ光電面
については、いずれも光感度は８０μＡ／ｌｍ程度であ
り、Ｓｂ層と下地基板の間に中間層を介在させたもので
も、その感度は最大１２０μＡ／ｌｍであった。
反射型アルカリ光電面では、例えばバイアルカリ光電面
については、いずれも光感度は８０μＡ／ｌｍ程度であ
り、Ｓｂ層と下地基板の間に中間層を介在させたもので
も、その感度は最大１２０μＡ／ｌｍであった。
【０００４】ところで、光電子増倍管は微弱光の計測分
野において用いられ、この性能は特に被検出光がホトン
（光子）としてカウント（計数）される程度の極限領域
において発揮されるため、たとえ数％であっても感度向
上が重要である。
野において用いられ、この性能は特に被検出光がホトン
（光子）としてカウント（計数）される程度の極限領域
において発揮されるため、たとえ数％であっても感度向
上が重要である。
【０００５】本発明者らは、かかる事情に鑑みて研究を
行った結果、Ｓｂの付着重量をコントロールすることに
より、良好な反射型アルカリ光電面を実現できることを
見出した。
行った結果、Ｓｂの付着重量をコントロールすることに
より、良好な反射型アルカリ光電面を実現できることを
見出した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る反射型アル
カリ光電面は、下地基板上にアンチモンの薄層が堆積さ
れて、複数種類のアルカリ金属により活性化されている
ものにおいて、アンチモンの薄層が１００μｇ／ｃｍ2
以下に堆積されてアルカリ金属により活性化されている
ことを特徴とし、この反射型アルカリ光電面は光電子増
倍管に適用され得る。
カリ光電面は、下地基板上にアンチモンの薄層が堆積さ
れて、複数種類のアルカリ金属により活性化されている
ものにおいて、アンチモンの薄層が１００μｇ／ｃｍ2
以下に堆積されてアルカリ金属により活性化されている
ことを特徴とし、この反射型アルカリ光電面は光電子増
倍管に適用され得る。
【０００７】
【作用】本発明に係る反射型アルカリ光電面は、アルカ
リ金属で活性化させられるＳｂの薄層を十分に薄く堆積
したものであり、これは従来の反射型光電面に対する発
想を転換させたものである。すなわち、従来は２００μ
ｇ／ｃｍ2 となっていたＳｂ層を薄くするならば、特
に、Ｓｂ層を１００μｇ／ｃｍ2 以下とした場合には、
十分に優れた結果が得られる。
リ金属で活性化させられるＳｂの薄層を十分に薄く堆積
したものであり、これは従来の反射型光電面に対する発
想を転換させたものである。すなわち、従来は２００μ
ｇ／ｃｍ2 となっていたＳｂ層を薄くするならば、特
に、Ｓｂ層を１００μｇ／ｃｍ2 以下とした場合には、
十分に優れた結果が得られる。
【０００８】ここにおいて、Ｓｂ層と直接に接する下地
基板としては、例えばＮｉ，Ａｌ，ステンレスが望まし
く、アルカリ金属はＫ，Ｃｓ，Ｒｂ，Ｎａが適するが、
いずれにせよ結果として、高感度の反射型アルカリ光電
面が高い歩留りで実現可能となった。
基板としては、例えばＮｉ，Ａｌ，ステンレスが望まし
く、アルカリ金属はＫ，Ｃｓ，Ｒｂ，Ｎａが適するが、
いずれにせよ結果として、高感度の反射型アルカリ光電
面が高い歩留りで実現可能となった。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を更に詳細に説明する。本発明
に係る反射型アルカリ光電面は、Ｎｉ等の下地基板を有
し、この上には、セシウム（Ｃｓ），カリウム（Ｋ），
ナトリウム（Ｎａ）及びルビジウム（Ｒｂ）などのアル
カリ金属で活性化されたＳｂを含む光感応層が形成され
ている。ここで、Ｓｂの付着重量は１００μｇ／ｃｍ2
以下である。
に係る反射型アルカリ光電面は、Ｎｉ等の下地基板を有
し、この上には、セシウム（Ｃｓ），カリウム（Ｋ），
ナトリウム（Ｎａ）及びルビジウム（Ｒｂ）などのアル
カリ金属で活性化されたＳｂを含む光感応層が形成され
ている。ここで、Ｓｂの付着重量は１００μｇ／ｃｍ2
以下である。
【００１０】このような反射型アルカリ光電面を有する
光電子増倍管は、次のように作製される。まず、真空容
器が用意されて、反射型バイアルカリ光電面の形成部位
にＳｂ蒸着を行なう。このとき、Ｓｂは１００μｇ／ｃ
ｍ2 程度以下の薄い膜あるいはポーラス状の膜とする。
光電子増倍管は、次のように作製される。まず、真空容
器が用意されて、反射型バイアルカリ光電面の形成部位
にＳｂ蒸着を行なう。このとき、Ｓｂは１００μｇ／ｃ
ｍ2 程度以下の薄い膜あるいはポーラス状の膜とする。
【００１１】しかる後、バイアルカリ光電面については
ＣｓおよびＫあるいはＲｂのアルカリ金属を導入し、マ
ルチアルカリ光電面についてはＣｓ，Ｎａ，Ｋのアルカ
リ金属を導入し、活性化を行なって焼成をする。なお、
活性化や焼成の温度条件および時間等においては、それ
ぞれ公知のように適宜設定される。ちなみに、温度につ
いては１４０〜２２０℃の範囲において選択される。
ＣｓおよびＫあるいはＲｂのアルカリ金属を導入し、マ
ルチアルカリ光電面についてはＣｓ，Ｎａ，Ｋのアルカ
リ金属を導入し、活性化を行なって焼成をする。なお、
活性化や焼成の温度条件および時間等においては、それ
ぞれ公知のように適宜設定される。ちなみに、温度につ
いては１４０〜２２０℃の範囲において選択される。
【００１２】光電子増倍管を構成する他の要素、例えば
ダイノードやマイクロチャンネルプレート、アノード電
極等の組み付け手順については、従来と異なる点はな
い。そして、上記の反射型アルカリ光電面の形成および
部品の組み付けが終了すると、真空容器が封じ切られて
光電子増倍管が完成する。
ダイノードやマイクロチャンネルプレート、アノード電
極等の組み付け手順については、従来と異なる点はな
い。そして、上記の反射型アルカリ光電面の形成および
部品の組み付けが終了すると、真空容器が封じ切られて
光電子増倍管が完成する。
【００１３】次に、バイアルカリ光電面についての具体
的な試作例を説明する。試作においては、下地基板を表
面酸化（弱酸化）したＮｉ板とし、その表面を洗浄して
Ｓｂ層を堆積させた。
的な試作例を説明する。試作においては、下地基板を表
面酸化（弱酸化）したＮｉ板とし、その表面を洗浄して
Ｓｂ層を堆積させた。
【００１４】ここで、Ｓｂ層の厚さ（付着重量）につい
ては、試作例では、１５〜２３０μｇ／ｃｍ2 の範囲に
おいて、６点に設定した。その後、Ｋ，Ｃｓを導入して
活性化し、バイアルカリ（Ｋ−Ｃｓ−Ｓｂ）光電面を得
た。なお、各々の設定値において、試作本数は各２０本
（全体で１２０本）とした。
ては、試作例では、１５〜２３０μｇ／ｃｍ2 の範囲に
おいて、６点に設定した。その後、Ｋ，Ｃｓを導入して
活性化し、バイアルカリ（Ｋ−Ｃｓ−Ｓｂ）光電面を得
た。なお、各々の設定値において、試作本数は各２０本
（全体で１２０本）とした。
【００１５】上記の試作例では、感度特性として図１が
得られた。Ｓｂの付着重量が１００μｇ／ｃｍ2 以上で
は平均ルーメン感度は８０（μＡ／ｌｍ）程度以下とな
ってるのに対し、２０〜８０μｇ／ｃｍ2 においては、
平均ルーメン感度は１１５（μＡ／ｌｍ）以上に到達し
ている。
得られた。Ｓｂの付着重量が１００μｇ／ｃｍ2 以上で
は平均ルーメン感度は８０（μＡ／ｌｍ）程度以下とな
ってるのに対し、２０〜８０μｇ／ｃｍ2 においては、
平均ルーメン感度は１１５（μＡ／ｌｍ）以上に到達し
ている。
【００１６】図１から明らかなように、Ｓｂを４０μｇ
／ｃｍ2 程度とすることで、特に大幅な感度向上が達成
される。試作においては、１９３μＡ／ｌｍの最高値を
記録し、１５０μＡ／ｌｍの感度は安定して実現でき
た。また、この高感度は、近赤外線から紫外域までの広
い波長範囲に及んでいた。
／ｃｍ2 程度とすることで、特に大幅な感度向上が達成
される。試作においては、１９３μＡ／ｌｍの最高値を
記録し、１５０μＡ／ｌｍの感度は安定して実現でき
た。また、この高感度は、近赤外線から紫外域までの広
い波長範囲に及んでいた。
【００１７】更に本発明者は、下地基板としてニッケ
ル，ステンレス，アルミニウムなどの基板を採用し、ア
ルカリ金属としてカリウム，セシウム，ルビジウムなど
を採用し、バイアルカリ光電面を試作した。
ル，ステンレス，アルミニウムなどの基板を採用し、ア
ルカリ金属としてカリウム，セシウム，ルビジウムなど
を採用し、バイアルカリ光電面を試作した。
【００１８】試作Ａ…表面を弱酸化したニッケル板を用
い、アルカリ金属をＫ−Ｃｓとした。
い、アルカリ金属をＫ−Ｃｓとした。
【００１９】試作Ｂ…表面を酸化しないニッケル板を用
い、アルカリ金属をＫ−Ｃｓとした。
い、アルカリ金属をＫ−Ｃｓとした。
【００２０】試作Ｃ…表面を酸化したニッケル板を用
い、アルカリ金属をＲｂ−Ｃｓとした。
い、アルカリ金属をＲｂ−Ｃｓとした。
【００２１】試作Ｄ…酸化工程を経ていないステンレス
（ＮＭ材）板を用い、アルカリ金属をＫ−Ｃｓとした。
（ＮＭ材）板を用い、アルカリ金属をＫ−Ｃｓとした。
【００２２】試作Ｅ…酸化工程を経ていないアルミニウ
ム板を用い、アルカリ金属をＫ−Ｃｓとした。
ム板を用い、アルカリ金属をＫ−Ｃｓとした。
【００２３】上記のサンプルごとに、試作Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，ＥではＳｂ付着重量が１０，２０，５０，８０，１
６０μｇ／ｃｍ2 の各々につき５本づつ真空管（ＰＭ
Ｔ）を試作し、試作Ｃでは３本づつ試作し、平均の感度
特性を求めた。
Ｄ，ＥではＳｂ付着重量が１０，２０，５０，８０，１
６０μｇ／ｃｍ2 の各々につき５本づつ真空管（ＰＭ
Ｔ）を試作し、試作Ｃでは３本づつ試作し、平均の感度
特性を求めた。
【００２４】この結果を図２に示す。図示の通り、ニッ
ケルやステンレスを基板とすると、Ｓｂが１０〜１００
μｇ／ｃｍ2 のとき高感度となり、アルミニウムを基板
とすると５〜１００μｇ／ｃｍ2 のとき高感度となる。
ケルやステンレスを基板とすると、Ｓｂが１０〜１００
μｇ／ｃｍ2 のとき高感度となり、アルミニウムを基板
とすると５〜１００μｇ／ｃｍ2 のとき高感度となる。
【００２５】次に、マルチアルカリ光電面についての具
体的な試作例を説明する。試作においては、下地基板を
表面にＡｌを蒸着したＡｌ板とし、その表面を清浄にし
てＳｂ層を堆積した。
体的な試作例を説明する。試作においては、下地基板を
表面にＡｌを蒸着したＡｌ板とし、その表面を清浄にし
てＳｂ層を堆積した。
【００２６】ここで、Ｓｂ層の厚さ（付着重量）につい
ては、試作例では、１５〜２０５μｇ／ｃｍ2 の範囲に
おいて、７点に設定した。その後、Ｎａ，Ｋ，Ｃｓを導
入して活性化し、マルチアルカリ（Ｃｓ−Ｎａ−Ｋ−Ｓ
ｂ）光電面を得た。なお、各々の設定値において、試作
本数は各５本（全体で３５本）とした。
ては、試作例では、１５〜２０５μｇ／ｃｍ2 の範囲に
おいて、７点に設定した。その後、Ｎａ，Ｋ，Ｃｓを導
入して活性化し、マルチアルカリ（Ｃｓ−Ｎａ−Ｋ−Ｓ
ｂ）光電面を得た。なお、各々の設定値において、試作
本数は各５本（全体で３５本）とした。
【００２７】上記の試作例では、感度特性として図３が
得られた。Ｓｂの付着重量が１００μｇ／ｃｍ2 以上で
は平均ルーメン感度は１２０（μＡ／ｌｍ）程度以下と
なってるのに対し、２０〜８０μｇ／ｃｍ2 において
は、平均ルーメン感度は１４０〜１５０（μＡ／ｌｍ）
以上に到達している。
得られた。Ｓｂの付着重量が１００μｇ／ｃｍ2 以上で
は平均ルーメン感度は１２０（μＡ／ｌｍ）程度以下と
なってるのに対し、２０〜８０μｇ／ｃｍ2 において
は、平均ルーメン感度は１４０〜１５０（μＡ／ｌｍ）
以上に到達している。
【００２８】図３から明らかなように、Ｓｂを４０μｇ
／ｃｍ2 程度とすることで特に大幅な感動向上が達成さ
れる。試作においては、２００μＡ／ｌｍの感度は安定
して実現できた。また、この高感度は、近赤外線から紫
外域までの広い波長範囲に及んでいた。なお、マルチア
ルカリ光電面においても、下地基板としてニッケル，ス
テンレス，アルミニウムなどの基板を採用できる。
／ｃｍ2 程度とすることで特に大幅な感動向上が達成さ
れる。試作においては、２００μＡ／ｌｍの感度は安定
して実現できた。また、この高感度は、近赤外線から紫
外域までの広い波長範囲に及んでいた。なお、マルチア
ルカリ光電面においても、下地基板としてニッケル，ス
テンレス，アルミニウムなどの基板を採用できる。
【００２９】
【発明の効果】本発明に係る反射型アルカリ光電面は、
Ｓｂ薄層を１００μｇ／ｃｍ2 以下としたものであり、
結果として、高感度の反射型アルカリ光電面が高い歩留
りで実現可能となった。
Ｓｂ薄層を１００μｇ／ｃｍ2 以下としたものであり、
結果として、高感度の反射型アルカリ光電面が高い歩留
りで実現可能となった。
【図１】バイアルカリ光電面の試作例の感度特性を示す
図である。
図である。
【図２】バイアルカリ光電面の別の試作例の感度特性を
示す図である。
示す図である。
【図３】マルチアルカリ光電面の試作例の感度特性を示
す図である。
す図である。
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 伸治 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 (72)発明者 鷲山 廣秋 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 (72)発明者 渡瀬 泰志 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
Claims (4)
- 【請求項１】 下地基板上にアンチモンと複数種類のア
ルカリ金属を含んで形成された反射型アルカリ光電面に
おいて、 前記アンチモンは付着重量が１００μｇ／ｃｍ2 以下の
薄層をなしていることを特徴とする反射型アルカリ光電
面。 - 【請求項２】 前記下地基板がニッケルまたはステンレ
ス製であり、前記アンチモンの付着重量が１０μｇ／ｃ
ｍ2 以上である請求項１記載の反射型アルカリ光電面。 - 【請求項３】 前記下地基板がアルミニウム製であり、
前記アンチモンの付着重量が５μｇ／ｃｍ2 以上である
請求項１記載の反射型アルカリ光電面。 - 【請求項４】 真空容器の内部に、請求項１記載の反射
型アルカリ光電面と、この反射型アルカリ光電面から放
出された光電子を増倍する電子増倍手段と、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 (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13366893A JP3518880B2 (ja) | 1992-06-11 | 1993-06-03 | 反射型アルカリ光電面および光電子増倍管 |
| EP93307128A EP0627755B1 (en) | 1993-02-02 | 1993-09-09 | Reflection mode alkali photocathode, and photomultiplier using the same |
| US08/318,288 US5633562A (en) | 1993-02-02 | 1994-10-05 | Reflection mode alkali photocathode, and photomultiplier using the same |
| US08/630,729 US5623182A (en) | 1992-06-11 | 1996-04-10 | Reflections mode alkali photocathode and photomultiplier using the same |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-152094 | 1992-06-11 | ||
| JP15209492 | 1992-06-11 | ||
| JP5-15530 | 1993-02-02 | ||
| JP1553093 | 1993-02-02 | ||
| JP13366893A JP3518880B2 (ja) | 1992-06-11 | 1993-06-03 | 反射型アルカリ光電面および光電子増倍管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06290704A true JPH06290704A (ja) | 1994-10-18 |
| JP3518880B2 JP3518880B2 (ja) | 2004-04-12 |
Family
ID=27281049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13366893A Expired - Fee Related JP3518880B2 (ja) | 1992-06-11 | 1993-06-03 | 反射型アルカリ光電面および光電子増倍管 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5623182A (ja) |
| JP (1) | JP3518880B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111477524A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-07-31 | 东华理工大学 | 一种衬底-有源层复合纳米光子学结构碱金属化合物光电阴极 |
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