JPH10149796A - 放電管および放電管用電極 - Google Patents
放電管および放電管用電極Info
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- JPH10149796A JPH10149796A JP30665096A JP30665096A JPH10149796A JP H10149796 A JPH10149796 A JP H10149796A JP 30665096 A JP30665096 A JP 30665096A JP 30665096 A JP30665096 A JP 30665096A JP H10149796 A JPH10149796 A JP H10149796A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光出力の安定性を改善した放電管および放電
管用電極を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の放電管用電極１１，１２は、密
封容器９内で一対となって対向配置される放電管用電極
において、電極基材２２の表面にダイヤモンド薄膜２３
がコーティングされている構成であり、本発明の放電管
１は、一対の放電管用電極１１，１２のうち少なくとも
一方がダイヤモンド薄膜２３をコーティングした放電管
用電極となっている構成である。
管用電極を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の放電管用電極１１，１２は、密
封容器９内で一対となって対向配置される放電管用電極
において、電極基材２２の表面にダイヤモンド薄膜２３
がコーティングされている構成であり、本発明の放電管
１は、一対の放電管用電極１１，１２のうち少なくとも
一方がダイヤモンド薄膜２３をコーティングした放電管
用電極となっている構成である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、分光、発光分析な
どの光源として用いられる放電管および放電管用電極に
関するものである。
どの光源として用いられる放電管および放電管用電極に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来からある放電管として、例えばパル
ス点灯型の放電管であるフラッシュランプがある。この
フラッシュランプは、不活性ガスを封入したガラス製の
バルブ内に、先端を円錐状にした陽極と、これと同一形
状の陰極とを互いに向き合わせて配置させている。ま
た、陽極と陰極との間に、針状のトリガプローブ電極の
先端が配置されている。そして、陽極と陰極との間に適
当な電圧を印加した状態でトリガプローブ電極にそれぞ
れトリガ電圧を印加すると、陰極と陽極との間にアーク
放電が生成され、その放電に伴って外部にパルス光が放
射される。
ス点灯型の放電管であるフラッシュランプがある。この
フラッシュランプは、不活性ガスを封入したガラス製の
バルブ内に、先端を円錐状にした陽極と、これと同一形
状の陰極とを互いに向き合わせて配置させている。ま
た、陽極と陰極との間に、針状のトリガプローブ電極の
先端が配置されている。そして、陽極と陰極との間に適
当な電圧を印加した状態でトリガプローブ電極にそれぞ
れトリガ電圧を印加すると、陰極と陽極との間にアーク
放電が生成され、その放電に伴って外部にパルス光が放
射される。
【０００３】このフラッシュランプに使用される陰極及
び陽極は、以下のようにして製造される。すなわち、陰
極及び陽極は、平均粒径１μ〜８μのタングステン等の
粉末をプレス成形したものを、真空中で２０００℃〜２
６００℃で焼結して５％〜４５％の空孔率をもった多孔
質金属からなる電極本体を形成し、この電極本体にアル
ミン酸アルカリ土類からなる電子放射物質を含浸させて
製造されている。
び陽極は、以下のようにして製造される。すなわち、陰
極及び陽極は、平均粒径１μ〜８μのタングステン等の
粉末をプレス成形したものを、真空中で２０００℃〜２
６００℃で焼結して５％〜４５％の空孔率をもった多孔
質金属からなる電極本体を形成し、この電極本体にアル
ミン酸アルカリ土類からなる電子放射物質を含浸させて
製造されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来からあるフラッシュランプは、特に、高い再現性
が要求される分析装置又は精密なタイミングでの発光が
要求される分析装置に適用させる場合には、前述のよう
にして製造された陽極又は陰極の電子放出能が十分では
なく、外部に放射されるパルス光出力の安定性が十分で
はない。
た従来からあるフラッシュランプは、特に、高い再現性
が要求される分析装置又は精密なタイミングでの発光が
要求される分析装置に適用させる場合には、前述のよう
にして製造された陽極又は陰極の電子放出能が十分では
なく、外部に放射されるパルス光出力の安定性が十分で
はない。
【０００５】本発明は、前述した従来の問題点に鑑みて
なされたもので、光出力の安定性を改善した放電管およ
び放電管用電極を提供することを目的とする。
なされたもので、光出力の安定性を改善した放電管およ
び放電管用電極を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前述した問題点を解決す
るために、本発明による放電管用電極は、密封容器内で
一対となって対向配置される放電管用電極において、電
極基材の表面に、ダイヤモンド薄膜、ダイヤモンド状カ
ーボン薄膜又はカーボン薄膜がコーティングされている
ことを特徴とする。この放電管用電極によれば、密封容
器内の一対の電極本体間に適当な電圧を印加して放電を
起こさせる場合に、ダイヤモンド薄膜、ダイヤモンド状
カーボン薄膜又はカーボン薄膜から電子が放出され易く
なり、放電時に発生する光出力の安定性が改善される。
るために、本発明による放電管用電極は、密封容器内で
一対となって対向配置される放電管用電極において、電
極基材の表面に、ダイヤモンド薄膜、ダイヤモンド状カ
ーボン薄膜又はカーボン薄膜がコーティングされている
ことを特徴とする。この放電管用電極によれば、密封容
器内の一対の電極本体間に適当な電圧を印加して放電を
起こさせる場合に、ダイヤモンド薄膜、ダイヤモンド状
カーボン薄膜又はカーボン薄膜から電子が放出され易く
なり、放電時に発生する光出力の安定性が改善される。
【０００７】また、前述した電極基材の表面には、炭化
タングステン、炭化モリブデン、炭化ハフニウム及び炭
化タンタルからなる群より選ばれる少なくとも一種類の
材料からなる膜が形成されていてもよい。
タングステン、炭化モリブデン、炭化ハフニウム及び炭
化タンタルからなる群より選ばれる少なくとも一種類の
材料からなる膜が形成されていてもよい。
【０００８】また、ダイヤモンド薄膜又はダイヤモンド
状カーボン薄膜には不純物としてＩＩＩ族又はＶ族の元
素がドープされていることが好ましく、さらに電極基材
の表面は円錐状であることが好ましい。なお、電極基材
は、モリブデン又はタングステンからなる電極母材であ
ることが好ましい。
状カーボン薄膜には不純物としてＩＩＩ族又はＶ族の元
素がドープされていることが好ましく、さらに電極基材
の表面は円錐状であることが好ましい。なお、電極基材
は、モリブデン又はタングステンからなる電極母材であ
ることが好ましい。
【０００９】また、電極基材は、タングステンからなる
電極母材の表面に、モリブデン、ハフニウム及びタンタ
ルからなる群より選ばれる少なくとも一種類の材料から
なる膜をコーティングして構成されていることが好まし
い。この場合、電極母材と、ダイヤモンド薄膜、ダイヤ
モンド状カーボン薄膜又はカーボン薄膜との密着性を向
上させることができ、ひいては放電管用電極の寿命を延
ばすことができる。
電極母材の表面に、モリブデン、ハフニウム及びタンタ
ルからなる群より選ばれる少なくとも一種類の材料から
なる膜をコーティングして構成されていることが好まし
い。この場合、電極母材と、ダイヤモンド薄膜、ダイヤ
モンド状カーボン薄膜又はカーボン薄膜との密着性を向
上させることができ、ひいては放電管用電極の寿命を延
ばすことができる。
【００１０】また、本発明による放電管は、密封容器内
で一対の放電管用電極を配置させる放電管において、一
対の放電管用電極のうち少なくともいずれか一方が、前
述した放電管用電極であることを特徴とする。この放電
管によれば、密封容器内の一対の放電管用電極間に適当
な電圧を印加して放電を起こさせる際に、放電管用電極
の電極基材の表面にコーティングしたダイヤモンド薄
膜、ダイヤモンド状カーボン薄膜若しくはカーボン薄
膜、又は炭化タングステン、炭化モリブデン、炭化ハフ
ニウム及び炭化タンタルからなる群より選ばれる少なく
とも一種類の材料からなる膜から電子が放出され易くな
り、放電時に発生する光出力の安定性が改善される。
で一対の放電管用電極を配置させる放電管において、一
対の放電管用電極のうち少なくともいずれか一方が、前
述した放電管用電極であることを特徴とする。この放電
管によれば、密封容器内の一対の放電管用電極間に適当
な電圧を印加して放電を起こさせる際に、放電管用電極
の電極基材の表面にコーティングしたダイヤモンド薄
膜、ダイヤモンド状カーボン薄膜若しくはカーボン薄
膜、又は炭化タングステン、炭化モリブデン、炭化ハフ
ニウム及び炭化タンタルからなる群より選ばれる少なく
とも一種類の材料からなる膜から電子が放出され易くな
り、放電時に発生する光出力の安定性が改善される。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による放
電管、及びその電極の好適な実施形態について詳細に説
明する。
電管、及びその電極の好適な実施形態について詳細に説
明する。
【００１２】図１は、パルス点灯型の放電管の一例とし
てのキセノン・フラッシュランプの内部を示す縦断面図
であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った横断面図
である。図１に示すように、フラッシュランプ１は、円
板状のガラス融着部２の外周に金属製のリング部３を取
り付けたベース部４を有している。また、フラッシュラ
ンプ１は、金属からなる円筒状の包囲キャップ５を有
し、その一端に形成された開口部７には、紫外線透過性
をもった石英などからなる投光窓８が内側から気密に貼
り付けられている。そして、この包囲キャップ５の他端
に形成された開口部６に、ベース部４が気密にはめ込ま
れて密封容器９が構成されている。
てのキセノン・フラッシュランプの内部を示す縦断面図
であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った横断面図
である。図１に示すように、フラッシュランプ１は、円
板状のガラス融着部２の外周に金属製のリング部３を取
り付けたベース部４を有している。また、フラッシュラ
ンプ１は、金属からなる円筒状の包囲キャップ５を有
し、その一端に形成された開口部７には、紫外線透過性
をもった石英などからなる投光窓８が内側から気密に貼
り付けられている。そして、この包囲キャップ５の他端
に形成された開口部６に、ベース部４が気密にはめ込ま
れて密封容器９が構成されている。
【００１３】この密封容器９には、ガラス融着部２を貫
通する細長い円筒状の金属製排気管１０を通してキセノ
ンガス（Ｘｅ）が封入されており、このキセノンガス雰
囲気下で、放電管用電極としての陰極１１と陽極１２と
が互いに向き合って配置されている。また、図２に示す
ように、密封容器９の内部には、針状のトリガプローブ
電極１３，１４が設けられ、それらの先端が、陰極１１
と陽極１２との間で、適当な間隔をおいて配置されてい
る。また、密封容器９の内部には、スパーカ電極１５が
設けられ、このスパーカ電極１５は、リード線２１を介
して陰極１１と電気的に接続されている。
通する細長い円筒状の金属製排気管１０を通してキセノ
ンガス（Ｘｅ）が封入されており、このキセノンガス雰
囲気下で、放電管用電極としての陰極１１と陽極１２と
が互いに向き合って配置されている。また、図２に示す
ように、密封容器９の内部には、針状のトリガプローブ
電極１３，１４が設けられ、それらの先端が、陰極１１
と陽極１２との間で、適当な間隔をおいて配置されてい
る。また、密封容器９の内部には、スパーカ電極１５が
設けられ、このスパーカ電極１５は、リード線２１を介
して陰極１１と電気的に接続されている。
【００１４】また、図１及び図２に示すように、陰極１
１及び陽極１２は、これらに適当な電位を与えるため
に、ガラス融着部２を貫通する陰極用ステムピン１６及
び陽極用ステムピン１７の先端にそれぞれ固定され、ト
リガプローブ電極１３，１４及びスパーカ電極１５は、
ガラス融着部２を貫通するトリガプローブ電極用ステム
ピン１８，１９及びスパーカ電極用ステムピン２０の先
端にそれぞれ固定されている。
１及び陽極１２は、これらに適当な電位を与えるため
に、ガラス融着部２を貫通する陰極用ステムピン１６及
び陽極用ステムピン１７の先端にそれぞれ固定され、ト
リガプローブ電極１３，１４及びスパーカ電極１５は、
ガラス融着部２を貫通するトリガプローブ電極用ステム
ピン１８，１９及びスパーカ電極用ステムピン２０の先
端にそれぞれ固定されている。
【００１５】前述した構成のフラッシュランプ１におい
て、陰極１１と陽極１２との間に適当な電圧を印加した
状態で、トリガプローブ電極１３，１４とスパーカ電極
１５とにそれぞれ所定の周波数でトリガ電圧パルスを印
加すると、陰極１１と陽極１２との間にアーク放電が生
成され、投光窓８を通して外部にパルス光が放射され
る。
て、陰極１１と陽極１２との間に適当な電圧を印加した
状態で、トリガプローブ電極１３，１４とスパーカ電極
１５とにそれぞれ所定の周波数でトリガ電圧パルスを印
加すると、陰極１１と陽極１２との間にアーク放電が生
成され、投光窓８を通して外部にパルス光が放射され
る。
【００１６】図３は、図２のフラッシュランプ１に使用
される陰極１１を示す側面図である。
される陰極１１を示す側面図である。
【００１７】図３に示すように、陰極１１は、細長い棒
状の支持部２２ａの先端に円柱部２２ｂを有し、さらに
この円柱部２２ｂの先端には、電子放出を効率的に行う
べく円錐状にされた円錐部２２ｃが設けられている。そ
して、この支持部２２ａ、円柱部２２ｂ及び円錐部２２
ｃにより電極基材２２が構成され、この電極基材２２
は、例えば緻密な構造をもったタングステンからなる電
極母材で構成されている。電極基材２２の円錐部２２ｃ
上には、０．１μｍ〜１０μｍ厚のダイヤモンド薄膜２
３がコーティングされ、このダイヤモンド薄膜２３に
は、不純物としてＩＩＩ族の元素であるボロン（Ｂ）が
ドープされてｐ型の不純物半導体が構成されている。な
お、陰極１１と同一構成を有する陽極１２の円錐部に
も、ボロンをドープしたダイヤモンド薄膜がコーティン
グされている。
状の支持部２２ａの先端に円柱部２２ｂを有し、さらに
この円柱部２２ｂの先端には、電子放出を効率的に行う
べく円錐状にされた円錐部２２ｃが設けられている。そ
して、この支持部２２ａ、円柱部２２ｂ及び円錐部２２
ｃにより電極基材２２が構成され、この電極基材２２
は、例えば緻密な構造をもったタングステンからなる電
極母材で構成されている。電極基材２２の円錐部２２ｃ
上には、０．１μｍ〜１０μｍ厚のダイヤモンド薄膜２
３がコーティングされ、このダイヤモンド薄膜２３に
は、不純物としてＩＩＩ族の元素であるボロン（Ｂ）が
ドープされてｐ型の不純物半導体が構成されている。な
お、陰極１１と同一構成を有する陽極１２の円錐部に
も、ボロンをドープしたダイヤモンド薄膜がコーティン
グされている。
【００１８】このように、電極基材２２の表面には、半
導体ダイヤモンド薄膜２３がコーティングされているの
で、陰極１１と陽極１２との間に適当な電圧を印加した
状態でトリガプローブ電極１３，１４及びスパーカ電極
１５にトリガ電圧を印加する場合に、ダイヤモンド薄膜
２３中から電子が放出され易くなり、アーク放電が生成
され易くなる。このとき、放電管１の外部に時系列的に
順次放射されるパルス光の間での光強度の差が少なくな
り、光出力の安定性が向上する。
導体ダイヤモンド薄膜２３がコーティングされているの
で、陰極１１と陽極１２との間に適当な電圧を印加した
状態でトリガプローブ電極１３，１４及びスパーカ電極
１５にトリガ電圧を印加する場合に、ダイヤモンド薄膜
２３中から電子が放出され易くなり、アーク放電が生成
され易くなる。このとき、放電管１の外部に時系列的に
順次放射されるパルス光の間での光強度の差が少なくな
り、光出力の安定性が向上する。
【００１９】また、トリガプローブ電極１３，１４にト
リガ電圧パルスを時系列的に順次印加する場合に、トリ
ガ電圧パルスを印加してからパルス光が立ち上がるまで
の立ち上がり時間の変動（ジッター）が小さくなる。
リガ電圧パルスを時系列的に順次印加する場合に、トリ
ガ電圧パルスを印加してからパルス光が立ち上がるまで
の立ち上がり時間の変動（ジッター）が小さくなる。
【００２０】さらに、ダイヤモンド薄膜２３にはボロン
がドープされているので、ダイヤモンド薄膜２３は、半
導体化されて電気伝導性を有することとなり、さらに電
子放出効率も向上する。
がドープされているので、ダイヤモンド薄膜２３は、半
導体化されて電気伝導性を有することとなり、さらに電
子放出効率も向上する。
【００２１】なお、フラッシュランプ１から放射される
パルス光出力の安定性について、本実施形態のフラッシ
ュランプ１に対して点灯試験を行い、この結果を、従来
からあるフラッシュランプ、すなわち電極として多孔質
金属製の電極本体にアルミン酸アルカリ土類を含浸させ
た電極を有するものと比較を行った。ここで、光出力の
安定性とは、連続する１０００ショットのパルス光出力
をシリコンフォトダイオード（図示せず）で測定する場
合に、シリコンフォトダイオードで検出される光出力の
最大値と最小値との差を最大値で割って１００を掛けた
ものをいう。なお、実験は、トリガ電圧パルスを１００
Ｈｚで印加し、陰極１１と陽極１２との間の印加電圧を
１ｋＶとして行った。
パルス光出力の安定性について、本実施形態のフラッシ
ュランプ１に対して点灯試験を行い、この結果を、従来
からあるフラッシュランプ、すなわち電極として多孔質
金属製の電極本体にアルミン酸アルカリ土類を含浸させ
た電極を有するものと比較を行った。ここで、光出力の
安定性とは、連続する１０００ショットのパルス光出力
をシリコンフォトダイオード（図示せず）で測定する場
合に、シリコンフォトダイオードで検出される光出力の
最大値と最小値との差を最大値で割って１００を掛けた
ものをいう。なお、実験は、トリガ電圧パルスを１００
Ｈｚで印加し、陰極１１と陽極１２との間の印加電圧を
１ｋＶとして行った。
【００２２】この結果、光出力の安定性は、従来のフラ
ッシュランプによれば約１．５％となり、本実施形態の
フラッシュランプ１によれば約０．７５％となった。す
なわち、本実施形態のフラッシュランプ１によれば、光
出力の安定性は、従来のフラッシュランプに比べて約２
倍に向上した。この光出力安定性の改善は、高い再現性
が要求される分析装置などの応用分野において特に有効
である。
ッシュランプによれば約１．５％となり、本実施形態の
フラッシュランプ１によれば約０．７５％となった。す
なわち、本実施形態のフラッシュランプ１によれば、光
出力の安定性は、従来のフラッシュランプに比べて約２
倍に向上した。この光出力安定性の改善は、高い再現性
が要求される分析装置などの応用分野において特に有効
である。
【００２３】なお、本発明による放電管は、前述した実
施形態に限定されるものではない。例えば、パルス点灯
型のフラッシュランプ１に代えて、直流点灯型の放電管
に適用することも可能である。この場合、ダイヤモンド
薄膜２３は、陰極１１にのみコーティングされる。この
直流点灯型の放電管によっても、光出力の安定性は改善
される。
施形態に限定されるものではない。例えば、パルス点灯
型のフラッシュランプ１に代えて、直流点灯型の放電管
に適用することも可能である。この場合、ダイヤモンド
薄膜２３は、陰極１１にのみコーティングされる。この
直流点灯型の放電管によっても、光出力の安定性は改善
される。
【００２４】また、前述した陰極１１では、電極基材２
２の表面上にダイヤモンド薄膜２３がコーティングされ
ているが、電極基材２２の表面には、カーボン薄膜又は
ダイヤモンド状カーボン薄膜がコーティングされてもよ
い。この場合、以下に示す効果を有する。すなわち、製
造時には、ダイヤモンド薄膜２３を成膜する場合に比
べ、電極基材２２を低い温度にして成膜することが可能
となり、成膜が容易になる。さらに大面積成膜が可能で
あるため、製造コストの大幅な低減が可能になる。
２の表面上にダイヤモンド薄膜２３がコーティングされ
ているが、電極基材２２の表面には、カーボン薄膜又は
ダイヤモンド状カーボン薄膜がコーティングされてもよ
い。この場合、以下に示す効果を有する。すなわち、製
造時には、ダイヤモンド薄膜２３を成膜する場合に比
べ、電極基材２２を低い温度にして成膜することが可能
となり、成膜が容易になる。さらに大面積成膜が可能で
あるため、製造コストの大幅な低減が可能になる。
【００２５】また、前述した陰極１１では、電極基材２
２の表面上にダイヤモンド薄膜２３がコーティングされ
ているが、電極基材２２の表面には、炭化タングステ
ン、炭化モリブデン、炭化ハフニウム又は炭化タンタル
のうちいずれかの材料からなる膜がコーティングされて
もよい。または、電極基材２２の表面に、例えば炭化タ
ングステンと炭化モリブデンとを融合により混合させた
混合膜をコーティングしたり、電極基材２２の表面に、
炭化タングステン膜、炭化モリブデン膜を順次積層させ
た積層膜をコーティングしたりしてもよい。この場合で
も電極基材２２の表面にダイヤモンド薄膜をコーティン
グした場合と同様の効果を奏することが可能である。な
お、前述した混合膜および積層膜は、炭化ハフニウムや
炭化タンタルにより構成されてもよい。
２の表面上にダイヤモンド薄膜２３がコーティングされ
ているが、電極基材２２の表面には、炭化タングステ
ン、炭化モリブデン、炭化ハフニウム又は炭化タンタル
のうちいずれかの材料からなる膜がコーティングされて
もよい。または、電極基材２２の表面に、例えば炭化タ
ングステンと炭化モリブデンとを融合により混合させた
混合膜をコーティングしたり、電極基材２２の表面に、
炭化タングステン膜、炭化モリブデン膜を順次積層させ
た積層膜をコーティングしたりしてもよい。この場合で
も電極基材２２の表面にダイヤモンド薄膜をコーティン
グした場合と同様の効果を奏することが可能である。な
お、前述した混合膜および積層膜は、炭化ハフニウムや
炭化タンタルにより構成されてもよい。
【００２６】また、ダイヤモンド薄膜２３中にドープす
る不純物は、ボロンに限定されず、ボロン以外のＩＩＩ
族の元素であってもボロンの場合と同様の効果が得られ
る。
る不純物は、ボロンに限定されず、ボロン以外のＩＩＩ
族の元素であってもボロンの場合と同様の効果が得られ
る。
【００２７】また、ダイヤモンド薄膜２３中にドープす
る不純物は、リン等のＶ族の元素であってもよい。この
場合、ダイヤモンド薄膜２３はｎ型半導体となり、電気
伝導性を有することとなる。このため、ダイヤモンド薄
膜２３のチャージアップを防止することができる。ま
た、ダイヤモンド薄膜２３をｎ型半導体とすることで、
電子放出効率を向上させることができる。さらに、電子
放出のためのしきい値エネルギーが小さくなるので、動
作時において、陰極１１及び陽極１２間の放電電圧ない
しは電極基材２２の温度を低下させることができ、ひい
てはフラッシュランプ１の長寿命化を図ることができ
る。
る不純物は、リン等のＶ族の元素であってもよい。この
場合、ダイヤモンド薄膜２３はｎ型半導体となり、電気
伝導性を有することとなる。このため、ダイヤモンド薄
膜２３のチャージアップを防止することができる。ま
た、ダイヤモンド薄膜２３をｎ型半導体とすることで、
電子放出効率を向上させることができる。さらに、電子
放出のためのしきい値エネルギーが小さくなるので、動
作時において、陰極１１及び陽極１２間の放電電圧ない
しは電極基材２２の温度を低下させることができ、ひい
てはフラッシュランプ１の長寿命化を図ることができ
る。
【００２８】なお、前述したボロンドープのダイヤモン
ド薄膜２３を電極基材２２の表面にコーティングした電
極は以下のようにして製造される。
ド薄膜２３を電極基材２２の表面にコーティングした電
極は以下のようにして製造される。
【００２９】すなわち、まず、上記電極基材２２の表面
に対して公知の技術を用いて粗面化処理を行う。この粗
面化処理では、電極基材２２の表面をダイヤモンド粉末
又はダイヤモンド・ペーストを用いてバフ研磨し、電極
基材２２の表面を粗面化することにより行う（核発生処
理工程）。またはダイヤモンド粉末を懸濁したアルコー
ル中に電極基材２２を浸し、アルコール溶液に超音波を
印加することにより、電極基材２２表面の粗面化処理を
行うこともできる。
に対して公知の技術を用いて粗面化処理を行う。この粗
面化処理では、電極基材２２の表面をダイヤモンド粉末
又はダイヤモンド・ペーストを用いてバフ研磨し、電極
基材２２の表面を粗面化することにより行う（核発生処
理工程）。またはダイヤモンド粉末を懸濁したアルコー
ル中に電極基材２２を浸し、アルコール溶液に超音波を
印加することにより、電極基材２２表面の粗面化処理を
行うこともできる。
【００３０】粗面化処理を行うのは、電極基材２２上で
ダイヤモンドを高密度に核発生させ、短時間で連続的な
ダイヤモンド薄膜２３を形成するためである。なお、粗
面化の程度に特に制限はないが、上記の処理では局所的
な粗度で５００Å以下、マクロな凹凸は約１０μｍ以下
にできる。
ダイヤモンドを高密度に核発生させ、短時間で連続的な
ダイヤモンド薄膜２３を形成するためである。なお、粗
面化の程度に特に制限はないが、上記の処理では局所的
な粗度で５００Å以下、マクロな凹凸は約１０μｍ以下
にできる。
【００３１】ダイヤモンド薄膜２３を電極基材２２の表
面にコーティングするには（気相合成工程）、マイクロ
波ＣＶＤ法、高周波プラズマＣＶＤ法、熱フィラメント
ＣＶＤ法、直流プラズマＣＶＤ法、プラズマジェット
法、燃焼法、熱ＣＶＤ法など公知の合成技術を用いるこ
とができる。
面にコーティングするには（気相合成工程）、マイクロ
波ＣＶＤ法、高周波プラズマＣＶＤ法、熱フィラメント
ＣＶＤ法、直流プラズマＣＶＤ法、プラズマジェット
法、燃焼法、熱ＣＶＤ法など公知の合成技術を用いるこ
とができる。
【００３２】マイクロ波ＣＶＤ法の場合の典型的な合成
条件は、水素希釈のメタン０．５〜１０％、ジボラン
（Ｂ2Ｈ6）０．５〜１００ｐｐｍ、原料ガスの圧力１０
Ｔｏｒｒ〜１気圧、基板温度（電極基材の温度）６００
〜１０００℃である。マイクロ波照射により発生するプ
ラズマ中に電極基材２２が接触するか、プラズマに電極
基材２２が包まれるように電極基材２２を設置すること
により、電極基材２２表面にダイヤモンドが成長する。
さらに０．０５〜１０％の酸素を添加することにより膜
質を向上させることもできる。メタンの代わりに一酸化
炭素を用いたり、メタン・一酸化炭素の混合ガスを用い
ることも公知である。上記の条件におけるｐ型半導体ダ
イヤモンド薄膜の成長速度は０．１〜０．５μｍ／ｈで
あり、合成条件や合成時間を変えることにより、ダイヤ
モンド薄膜の膜厚を制御できる。
条件は、水素希釈のメタン０．５〜１０％、ジボラン
（Ｂ2Ｈ6）０．５〜１００ｐｐｍ、原料ガスの圧力１０
Ｔｏｒｒ〜１気圧、基板温度（電極基材の温度）６００
〜１０００℃である。マイクロ波照射により発生するプ
ラズマ中に電極基材２２が接触するか、プラズマに電極
基材２２が包まれるように電極基材２２を設置すること
により、電極基材２２表面にダイヤモンドが成長する。
さらに０．０５〜１０％の酸素を添加することにより膜
質を向上させることもできる。メタンの代わりに一酸化
炭素を用いたり、メタン・一酸化炭素の混合ガスを用い
ることも公知である。上記の条件におけるｐ型半導体ダ
イヤモンド薄膜の成長速度は０．１〜０．５μｍ／ｈで
あり、合成条件や合成時間を変えることにより、ダイヤ
モンド薄膜の膜厚を制御できる。
【００３３】上記の粗面化処理を行う代わりに、いわゆ
るバイアス核発生技術を用いることもできる。この場
合、水素ガス及びヘリウムガスからなる混合処理ガスを
反応室に導入してマイクロ波によりプラズマを発生さ
せ、電極基材２２の表面を十分に清浄化する。ただし、
この処理は省略することもできる。
るバイアス核発生技術を用いることもできる。この場
合、水素ガス及びヘリウムガスからなる混合処理ガスを
反応室に導入してマイクロ波によりプラズマを発生さ
せ、電極基材２２の表面を十分に清浄化する。ただし、
この処理は省略することもできる。
【００３４】つぎに、電極基材２２の表面を炭素過飽和
な状態とする表面処理を行う（表面処理工程）。この
後、電極基材２２の表面にダイヤモンド核発生を行う
（核発生工程）。まず、反応室又は反応室に挿入したバ
イアス印加用電極をアースし、これに対して電極基材２
２に−５０〜−２００Ｖの電位を与える。反応室には水
素で希釈したメタンガスを導入し、マイクロ波を印加し
てプラズマを発生させ、一定時間（１〜２０分間）保持
する。この後、上記気相合成工程と同じ条件でダイヤモ
ンド薄膜を気相合成する。
な状態とする表面処理を行う（表面処理工程）。この
後、電極基材２２の表面にダイヤモンド核発生を行う
（核発生工程）。まず、反応室又は反応室に挿入したバ
イアス印加用電極をアースし、これに対して電極基材２
２に−５０〜−２００Ｖの電位を与える。反応室には水
素で希釈したメタンガスを導入し、マイクロ波を印加し
てプラズマを発生させ、一定時間（１〜２０分間）保持
する。この後、上記気相合成工程と同じ条件でダイヤモ
ンド薄膜を気相合成する。
【００３５】なお、核発生工程で電極基材２２に印加す
るバイアス電圧は、負であっても正であっても良いが、
負であることが好ましい。これは正とした場合より負と
した方が炭素原子を含むイオンが引きつけられ易く、電
極基材２２の表面がより速やかに炭素過飽和な状態にな
るからである。
るバイアス電圧は、負であっても正であっても良いが、
負であることが好ましい。これは正とした場合より負と
した方が炭素原子を含むイオンが引きつけられ易く、電
極基材２２の表面がより速やかに炭素過飽和な状態にな
るからである。
【００３６】また、リンをドープしたダイヤモンド薄膜
を電極基材表面にコーティングする場合には、前述した
気相合成工程において、ジボランに代えて０．１〜２０
ｐｐｍのフォスフィン（ＰＨ3）を用いる。同様の条件
で窒素ガスまたはアンモニアガスを添加すれば、窒素ド
ープされたダイヤモンド薄膜を合成できる。
を電極基材表面にコーティングする場合には、前述した
気相合成工程において、ジボランに代えて０．１〜２０
ｐｐｍのフォスフィン（ＰＨ3）を用いる。同様の条件
で窒素ガスまたはアンモニアガスを添加すれば、窒素ド
ープされたダイヤモンド薄膜を合成できる。
【００３７】また、ダイヤモンド薄膜２３を電極基材２
２にコーティングするにあたって、タングステンからな
る電極母材にあらかじめモリブデンをコーティング（膜
厚は０．０１〜１０μｍ）しておけば、電極母材である
タングステンに何もコーティングしない場合に比べて、
タングステンとダイヤモンドとの密着性を大幅に向上さ
せることができる。
２にコーティングするにあたって、タングステンからな
る電極母材にあらかじめモリブデンをコーティング（膜
厚は０．０１〜１０μｍ）しておけば、電極母材である
タングステンに何もコーティングしない場合に比べて、
タングステンとダイヤモンドとの密着性を大幅に向上さ
せることができる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明による放電管
および放電管用電極は、電極基材の表面にダイヤモンド
薄膜、ダイヤモンド状カーボン薄膜又はカーボン薄膜を
コーティングすることにより、放電時に発生する光出力
の安定性を改善することができる。この光出力の安定性
の改善は、高い再現性が要求される分析装置などの応用
分野において特に有効である。
および放電管用電極は、電極基材の表面にダイヤモンド
薄膜、ダイヤモンド状カーボン薄膜又はカーボン薄膜を
コーティングすることにより、放電時に発生する光出力
の安定性を改善することができる。この光出力の安定性
の改善は、高い再現性が要求される分析装置などの応用
分野において特に有効である。
【図１】本発明による放電管の好適な実施形態を示す縦
断面図である。
断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った横断面図である。
【図３】本発明による放電管用電極の好適な実施形態を
示す側面図である。
示す側面図である。
１…フラッシュランプ（放電管）、１１…陰極（放電管
用電極）、１２…陽極（放電管用電極）、２２…電極基
材、２３…ダイヤモンド薄膜。
用電極）、１２…陽極（放電管用電極）、２２…電極基
材、２３…ダイヤモンド薄膜。
Claims (10)
- 【請求項１】 密封容器内で一対となって対向配置され
る放電管用電極において、電極基材の表面にダイヤモン
ド薄膜がコーティングされていることを特徴とする放電
管用電極。 - 【請求項２】 密封容器内で一対となって対向配置され
る放電管用電極において、電極基材の表面にダイヤモン
ド状カーボン薄膜がコーティングされていることを特徴
とする放電管用電極。 - 【請求項３】 密封容器内で一対となって対向配置され
る放電管用電極において、電極基材の表面にカーボン薄
膜がコーティングされていることを特徴とする放電管用
電極。 - 【請求項４】 密封容器内で一対となって対向配置され
る放電管用電極において、電極基材の表面に、炭化タン
グステン、炭化モリブデン、炭化ハフニウム及び炭化タ
ンタルからなる群より選ばれる少なくとも一種類の材料
からなる膜が形成されていることを特徴とする放電管用
電極。 - 【請求項５】 前記ダイヤモンド薄膜には不純物として
ＩＩＩ族又はＶ族の元素がドープされていることを特徴
とする請求項１記載の放電管用電極。 - 【請求項６】 前記ダイヤモンド状カーボン薄膜には不
純物としてＩＩＩ族又はＶ族の元素がドープされている
ことを特徴とする請求項２記載の放電管用電極。 - 【請求項７】 前記電極基材の表面が円錐状であること
を特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の放電
管用電極。 - 【請求項８】 前記電極基材は、モリブデン又はタング
ステンからなる電極母材であることを特徴とする請求項
１〜７のいずれか一項に記載の放電管用電極。 - 【請求項９】 前記電極基材は、タングステンからなる
電極母材の表面に、モリブデン、ハフニウム及びタンタ
ルからなる群より選ばれる少なくとも一種類の材料から
なる膜をコーティングして構成されていることを特徴と
する請求項１〜７のいずれか一項に記載の放電管用電
極。 - 【請求項１０】 密封容器内で一対の放電管用電極を配
置させる放電管において、前記一対の放電管用電極のう
ち少なくともいずれか一方が、請求項１〜９のいずれか
一項に記載の放電管用電極であることを特徴とする放電
管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30665096A JP3561594B2 (ja) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | 放電管および放電管用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30665096A JP3561594B2 (ja) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | 放電管および放電管用電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10149796A true JPH10149796A (ja) | 1998-06-02 |
| JP3561594B2 JP3561594B2 (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=17959668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30665096A Expired - Fee Related JP3561594B2 (ja) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | 放電管および放電管用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3561594B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001003160A1 (fr) * | 1999-06-30 | 2001-01-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | Lampe a eclair |
| US6781294B2 (en) | 2001-03-29 | 2004-08-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cold cathode and cold cathode discharge device |
| JP2008270067A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | ロングアークキセノンフラッシュランプ |
| JP7013068B1 (ja) * | 2020-04-30 | 2022-01-31 | 株式会社ユメックス | ショートアーク放電ランプ用電極およびその生成方法 |
-
1996
- 1996-11-18 JP JP30665096A patent/JP3561594B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001003160A1 (fr) * | 1999-06-30 | 2001-01-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | Lampe a eclair |
| US6781294B2 (en) | 2001-03-29 | 2004-08-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cold cathode and cold cathode discharge device |
| KR100466560B1 (ko) * | 2001-03-29 | 2005-01-17 | 가부시끼가이샤 도시바 | 냉음극 방전 장치 |
| US6952075B2 (en) | 2001-03-29 | 2005-10-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cold cathode and cold cathode discharge device |
| JP2008270067A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | ロングアークキセノンフラッシュランプ |
| JP7013068B1 (ja) * | 2020-04-30 | 2022-01-31 | 株式会社ユメックス | ショートアーク放電ランプ用電極およびその生成方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3561594B2 (ja) | 2004-09-02 |
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