JPS5835337B2 - ニジデンシホウシヤソウオユウスル デンキヨク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、二次電子放射層を有する電極の製造方法に関
するものである。

すなわち、数種の物質から戒る二次電子放射層を担持す
る基板を少なくとも有する電極、例えば電子増倍管又は
チャンネルプレートにおけるダイノードの製造方法に関
するものである。

従来この種の電極は英国特許第１２１４７５５号明細に
より既知である。

同特許の記載によれば、氷晶石Ｎａ ３ＡＪ！！ Ｆ
ａ （又は弗化アルミニウムナトリウム）酸化金属（例
えばｍｏ、、ｕ２ｏ３又はＣａＯ）とから成る焼結体を
蒸着装置内に準備して、これから蒸着により基体上に二
次電子放射層を形成する。

然し二次電子放射層はセラミックス層であり、絶縁体で
ある為、この物質から製造した電極（ダイノード）には
荷電現象が生ずる。

本発明の目的はこの欠点を全く解消するにある。

本発明においては頭初に記した種類の電極の製造方法は
、易蒸発性金属の薄膜を真空蒸着により基板上に堆積さ
せ、次いで、弗化アルミニウム・アルカリ金属及び弗化
マグネシウムと易蒸発性金属とを同時に真空蒸着により
堆積させ、その後前記金属及び弗化物の真空蒸着を同時
に終結させることを特徴とする。

分離したダイノードチャンネルプレートのダイノードと
電子増倍管のダイノードは、ベリリウム銅ＢｅＣｕ又は
マグネシウム銀ＩＪＭｇから製造されることも多く、こ
れ等の物質は高い二次電子放射係数（δ＝４〜６）を有
する面が得られるように活性化することができる。

然しこれ等の物質は高価であり、さらにべＩＪ ＩＪウ
ムー銅は極めて毒性が強い為処理に多大の注意を要する
欠点がある。

軟鋼はδが約２と二次電子放射係数が低過ざる為、二次
電子放射物質として考慮されない。

易蒸発性の金属として、金、銀、鋼、ニッケル、クロム
、アルミニウム及びニッケルクロム合金から成る群から
選択した金属を用いる。

基体は例えは軟鋼の如き導電性物質又は例えば合成プラ
スチックス（例えばデュポンデネモアースエンドコンパ
ニーが製造市販する商品名「カプトン」として知られる
プラスチックス）の如き絶縁体から製造することができ
る。

基体上にかかる二次電子放射層を製造する方法は、易蒸
発性の金属の薄膜を高真空中で基体上に蒸着させる段階
を有する。

次いでこの金属蒸着を継続するが、弗化アルミニウムア
ルカリ金属を同時に蒸着させる。

金属蒸着と弗化アルミニウムアルカリ金属の蒸着とは、
略々同時に停止する。

本発明者は本発明に係る二次電子放射層は、この層を有
する基体を乾燥空気中に貯蔵（このことは例えばデシケ
ータ−内でシリカゲルを用いて行なうことができる）す
ると、安定な二次電子放射性を有することを見出した。

また、本発明者は二次電子放射係数δの値は、本発明に
係る二次電子放射層を常温に３０〜６０分曝露後も、殆
んど減少しないことを見出した。

さらに、ダイノードとダイノードを内部に装備する放電
管の組立工程は、放電管の品質に全く悪影響を及ぼさな
いことを見出した。

二次電子放射層はその用途の如何に応じて、種種な導電
性を有さなければならない。

二次電子放射層を有する導電性ダイノードに用いる場合
、二次電子放射層は二次電子放射により放射面から消散
した電荷を補充するだけの電荷を金属基体から放射面に
輸送し得る必要がある。

かかる用途の例は、個々の粒子の検出用の所謂「ベネシ
アンブラインド」型の電子増倍管と、影像化用及び映出
用に用い得る積層型のチャンネルプレートとである。

本発明を次に図面につきさらに詳細に説明する。

第１図に線図的に１部分を示す電極において、軟鋼製基
体１は１〜２μの厚さのニッケル層２で被覆されている
。

ニッケル層２上には厚さ２００〜３００Ａのニッケルク
ロム層３が形成されていて、これはサーメツト層４（厚
さ２０ＯＡ）の基台として作用する。

サーメツト層４はニッケルークロムと氷晶石から成る。

第２図及び第３図に示す積層型のチャンネルプレートは
、プレート５及び６がマトリックス形に設けた孔７を有
する構造の点で、通常のチャンネルプレートとは相違す
る。

この積層型のチャンネルプレートは導電プレート５と離
間プレート６が交互に重なっている為、各チャンネルの
内壁は交互に重なり合った導電性物質及び離間物質の多
数の孔により形成されている。

その結果、各チャンネルの内壁は多数の分離したダイノ
ードから成る６順次のダイノードの孔は、チャンネルプ
レート構造を通る連続チャンネルを形成するように、充
分に整列すべきである。

導電プレート５内の孔の内壁は本発明に係るサーメット
３で被覆されている。

操作中すべての順次の導電プレート（ダイノード：は、
分割された直流電源Ｂｍにより次第に増大する電位を供
給される。

成る一チャンネル内における電子増幅の方向を矢印で示
す。

第４図は英国特許出願第１６５４１／７３号（オランダ
国公開特許出願第７４０４４３９号）に記述された如く
凹んだ開口を有し、２個の整合する半分部分８，９から
成るダイノードを示す。

このダイノードの内壁は又もやサーメット３で被覆され
ている。

本発明は例えば英国特許第２８４２７７３号（オランダ
国公開特許出願第７４００７６５号）に記述されたチャ
ンネルプレートの如く、連続ダイノードを有する光増倍
器にも用いることができる（第５図参照）。

かかるチャンネルプレートにおいては、各チャンネルは
開放していて、極めて開放した円錐形又はピラミッド状
を有することができる。

連続ダイノードを有する装置の場合、チャンネル内の二
次電子放射層３に必要な導電性の度合は、上述の積層チ
ャンネルプレートの設計を決定する考慮点とは異なる考
慮点に基いて定める。

詳述すると、開放チャンネルの各チャンネル壁土の層は
、チャンネルプレートの入力側上の入力電極１１から出
力側上の出力電極１２に電流を通すことができ、このよ
うにしてチャンネルの壁に沿って電位勾配を得るような
ものとする。

また、開放チャンネルの各チャンネル壁土の層は、二次
電子放射の結果失われた電荷を補充することもできるよ
うなものとする。

さらに、上述した諸例とは対照的に、導電性物質製の基
体の代りに例えばガラス、プラスチックス等の如き絶縁
性物質製の基体１３上に、導電性の二次電子放射層を設
けている。

本発明に係る二次電子放射サーメツト層は、種種多数の
二次電子放射サーメットから選択した一群の二次電子放
射サーメットの層であり、これは「蒸着」によって形成
できるため大寸法の基体上にも安価且つ容易に形成でき
る利点があり、大チャンネルプレートを安価且つ容易に
製造できる利点がある。

これに対し、現在でもスパッタリングにより均一組成の
サーメツト層で大表面寸法の基体を被覆し得るか否かは
明らかでない。

本発明をさらに２つの例につき説明する。

例１ ダイノード用の軟鋼製基体を脱脂した後に、厚さ１〜２
μのニッケル層で被覆した。

場合によってはさらに軟鋼を、窒素９０％と水素１０％
との混合ガスを常温の水に通して湿分を与えたものの中
で９００’Ｃに加熱することにより脱炭することができ
る。

次いで軟鋼製基体を真空蒸着装置内に入れ、圧力を３Ｘ
１０−６〜２Ｘ１０−６ｍｍＨｇに減圧した。

次いで基体を３００℃に加熱し、この温度に維持した。

基体がこの温度に到達後１０分過ぎたとき、ニッケル８
０重量％とクロム２０重量％から成るニッケルークロム
合金の真空蒸発を開始した。

ニッケルークロム合金が２００〜３００Ａの厚さに蒸着
した後、氷晶石の蒸発を開始した。

ニッケルークロム合金と氷晶石を同時蒸着する場合、蒸
着した氷晶石の重量は蒸着したニッケルークロム合金の
重量の２倍であった。

蒸着したサーメツト層の全体厚さが約２００ＯＡに達し
た時、ニッケルークロム合金と氷晶石の蒸発を同時に停
止した。

余分のニッケルークロム合金層はサーメット物質と軟鋼
との間の余分な障壁層として作用する為、サーメット物
質の寿命中のサーメット物質の二次電子放射性能の減少
は制約される。

前述のニッケルークロム合金−氷晶石から成るサーメッ
トの二次電子放射係数δは、３００ｅＶのエネルギーの
電子を用いて照射すると直ちに当初低下したが、順次３
〜４の一定値まで回復した。

活性化の方法に応じて、べＩＪ ＩＪウムー銅面のδは
同じ環境条件下で４〜５であり２００ｅＶのエネルギー
の電子で照射した銀−マグネシウム面δは５より大であ
った。

例２ 等重量の氷晶石と弗化マグネシウムを混合し、蒸発用ボ
ート内に入れた。

次いで蒸発用ボートを加熱してこの混合物を融解し、ボ
ートの内容物を固化させた。

脱脂しておいた軟鋼製ダイノード基体をニッケルメッキ
して、ニッケル厚さを２μとした。

次いでこの基体を真空蒸発装置内に入れ、圧力を３×１
０−６〜２Ｘ１０−５朋Ｈ，９に減圧した。

次いで基体を３００℃に加熱し、この温度に維持した。

基体がこの温度に到達してから１０分経過した後、金の
真空蒸発を開始した。

金が２００〜３００μの厚さに蒸着した後、氷晶石と弗
化マグネシウムとの混合物の蒸発を開始し、その蒸着速
度は金の蒸着速度（質量で）の４倍であった。

蒸着被膜の全体厚さが２ｏｏｏＸに達した時、両者の蒸
発を同時に停止した。

かくて生成したサーメット被膜を３００ｅＶの電子で照
射した場合、被膜層のδは当初４．１であったが、４分
照射後２．２５に低下した。

サーメット被膜の照射に用いた電子ビームの電流密度は
２５μＡ ／ｃｒｉｌであった。

４０分照射後δの値は２まで回復し、１３００分照射後
４，９の一定値に達していた。

例１に記した方法により製造したニッケルークロム−氷
晶石サーメットのδの値の変化の様式は、この例で製造
した金−氷晶石−弗化マグネシウムサーメットのδの値
の変化様式と同様であった。

上述のように、Ｎａ ｓ ＡｌＦ ａ （氷晶石）と共
に、金属酸化物例えばＭｇＯを用いると、荷電現象の欠
点を生ずるが（明細書第１頁第１７行〜第２頁第５行参
照）、Ｎａ５ＡｚＦ６とＭ、ＦＦ２との組合わせでは、
例１のδ＝３〜４より良好な例２のδ−４，９の安定し
た値を与え、又、荷電現象も生じない。

本発明に係るサーメットの安定性をチャンネルプレート
のダイノードに関する例につき主として記述したが、か
かるサーメットを二次電子放射層を有すべきすべての電
極に成功裡に用い得ることは当業技術者には容易に明ら
かであろう。

それ数本発明は如何なる意味でもチャンネルプレートの
みに限定されるものではない。

以上要するに本発明においては、易蒸発性金属と弗化ア
ルミニウム・アルカリ金属と弗化マグネシウムとを含む
サーメットから構成される二次電子放射層を有する電極
の製造方法において、易蒸発性金属の薄膜を真空蒸着に
より基板上に堆積させ、次いで、弗化アルミニウム・ア
ルカリ金属及び弗化マグネシウムと易蒸発性金属とを同
時に真空蒸着により堆積させ、その後前記金属及び弗化
物の真空蒸着を同時に終結させることを特徴とする。

しかして、前記基板は、易蒸発性金属、例えばＡｕ 、
Ｎｉ 、 Ｃｕ 、 Ｎｉ 、 Ｃｒ 、 Ａｌｌ又
はＮｉ−Ｃｒ合金、弗化アルミニウム・アルカリ金属、
例えば氷晶石、及び弗化マグネシウムから成るサーメッ
トから構成された二次電子放射層を担当する基板であり
、この基板材料を、例えば軟鋼、又は合成プラスチック
材料にすることができる。

又、銀−マンガン又はべＩＪ ＩＪウムー銅よりはるか
に安価な軟鋼基板を用いると大きなダイノードを作るこ
とが可能である。

この二次電子放射層は、それを組み込んだ例えば電子増
倍管の内部での活性化処理を必要としない。

しかも、この層を「蒸着」によって形成できるため、大
寸法の基板上にも安価且つ容易に形成することができる
。

又、このサーメット被膜層のδの値は安定した高い値を
有する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の電極の１例を部分的に示す線図的斜視
図、第２図は積層型のチャンネルプレートの線図的平面
図、第３図はその垂直方向断面図、第４図は２個の半分
部分から成るダイノードの線図的断面図、第５図は連続
ダイノードを有するチャンネルプレートの線図的断面図
である。 １・・・・・・基体、２・・・・・・ニッケル層、３・
・・・・・ニッケルークロム層、４・・・・・・サーメ
ツト層、５・・・・・・導電性プレート、６・・・・・
・離間プレート、７・・・・・・プレート６．７の孔、
８，９・・・・・・ダイノートの整合する２個の半分部
分、１１・・・・・・入力電極、１２・・・・・・出力
電極、１３・・・・・・絶縁物質製基体、曳・・・・・
・分割した直流電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 易蒸発性金属と弗化アルミニウム・アルカリ金属と
   弗化マグネシウムとを含むサーメットから構成される二
   次電子放射層を有する電極の製造方法において、 易蒸発性金属の薄膜を真空蒸着により基板上に堆積させ
   、次いで、弗化アルミニウム、・アルカリ金属及び弗化
   マグネシウムと易蒸発性金属とを同時に真空蒸着により
   堆積させ、その後前記金属及び弗化物の真空蒸着を同時
   に終結させることを特徴とする二次電子放射層を有する
   電極の製造方法。