JPS6042573B2 - 二次電子増倍電極 - Google Patents
二次電子増倍電極Info
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- JPS6042573B2 JPS6042573B2 JP54007406A JP740679A JPS6042573B2 JP S6042573 B2 JPS6042573 B2 JP S6042573B2 JP 54007406 A JP54007406 A JP 54007406A JP 740679 A JP740679 A JP 740679A JP S6042573 B2 JPS6042573 B2 JP S6042573B2
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- cesium
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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
- H01J1/32—Secondary-electron-emitting electrodes
Landscapes
- Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガリウムとひ素および燐から成る化合物をセシ
ウムによつて活性した二次電子面を有する二次電子増倍
電極に関するものである。
ウムによつて活性した二次電子面を有する二次電子増倍
電極に関するものである。
従来、光電子増倍管の二次電子増倍電極に用いる二次電
子面は最も二次電子放出率δの優れたものとして適当な
アクセプタ濃度の燐化ガリウム結晶の表面にセシウム層
を形成したもの、適当なアクセプタ濃度のひ化ガリウム
結晶の表面にセシウム層を形成したもの、あるいは上述
の結晶の表面に酸化セシウム層およびセシウム層を形成
したものが知られている。
子面は最も二次電子放出率δの優れたものとして適当な
アクセプタ濃度の燐化ガリウム結晶の表面にセシウム層
を形成したもの、適当なアクセプタ濃度のひ化ガリウム
結晶の表面にセシウム層を形成したもの、あるいは上述
の結晶の表面に酸化セシウム層およびセシウム層を形成
したものが知られている。
しかし上述の二次電子面のうち、結晶の表面に酸化セシ
ウム層を形成したものは同種類の結晶の表面にセシウム
層のみを形成したものに比べて一般により大きな二次電
子放出率δをもつが約１晧の熱電子放出をする。従つて
結晶の表面に酸化セシウム層を有する二次電子面は上記
の現象によつて微弱光の検出に用いる光電子増倍管の二
次電子増倍電極、特に初段、曹、′ −−、・！一
、１■■テ、■■■】↓て）９ ｌ）フ１−１■−
〜！■■■■！、■一！】一ー、１−、 、■■】■−
２−■、 の劣る増幅器となるから不適当である。
ウム層を形成したものは同種類の結晶の表面にセシウム
層のみを形成したものに比べて一般により大きな二次電
子放出率δをもつが約１晧の熱電子放出をする。従つて
結晶の表面に酸化セシウム層を有する二次電子面は上記
の現象によつて微弱光の検出に用いる光電子増倍管の二
次電子増倍電極、特に初段、曹、′ −−、・！一
、１■■テ、■■■】↓て）９ ｌ）フ１−１■−
〜！■■■■！、■一！】一ー、１−、 、■■】■−
２−■、 の劣る増幅器となるから不適当である。
また結晶の表面にある酸化セシウム層の酸素は電子衝撃
によつて解離し易いからこのような二次電子面を終段付
近の二次電子増倍電極に用いると二次電子放出率δの劣
化が大きいから不適当である。
によつて解離し易いからこのような二次電子面を終段付
近の二次電子増倍電極に用いると二次電子放出率δの劣
化が大きいから不適当である。
また結晶の表面上の酸化セシウム層は二次電子放出率δ
を観測しながら結晶の表面に微量のセシウムと酸素を交
互に繰返し供給して形成するものであるが極めて煩雑で
ある上に二次電子面と光電面とが一つの気密容器内にあ
つてそのなかで形成される光電子増倍管ではこの酸素が
光電面に非常に大きな影響を及ぼすから上述の酸化セシ
ウム層を形成する工程は避けるべきものである。
を観測しながら結晶の表面に微量のセシウムと酸素を交
互に繰返し供給して形成するものであるが極めて煩雑で
ある上に二次電子面と光電面とが一つの気密容器内にあ
つてそのなかで形成される光電子増倍管ではこの酸素が
光電面に非常に大きな影響を及ぼすから上述の酸化セシ
ウム層を形成する工程は避けるべきものである。
本発明はかかる欠点のない、すなわち結晶の表面にセシ
ウム層のみを形成して大きな二次電子放出率δをもつ二
次電子面を有する二次電子増倍管電極に関するものであ
る。
ウム層のみを形成して大きな二次電子放出率δをもつ二
次電子面を有する二次電子増倍管電極に関するものであ
る。
本発明はアクセプタ濃度３ＸＩＯ″８〜１×１Ｃｆ２０
／ノｄのガリウムひ素とガリウム燐の所定の比率の混晶
の表面をセシウムで活性して得られる二次電子面を有す
る二次電子増倍電極てある。
／ノｄのガリウムひ素とガリウム燐の所定の比率の混晶
の表面をセシウムで活性して得られる二次電子面を有す
る二次電子増倍電極てある。
すなわち上記混晶をＧａＡｓ、−ｘＰｘと表記するとき
Ｘ＝００５〜０．７５である混晶の表面をセシウムて活
性して得らアれる二次電子面を有するものである。なお
、アクセプタ濃度が３×１０ｉ８／ｄ〜１×１Ｐ／Ｃｆ
ｌのＧａＭｌ−ＸＰｘの結晶を用いた二次電子面に比べ
てアクセプタ濃度が３Ｘ１０１８／ｃ！ｉのＧａＡｓｌ
−ＸＰｘの結晶を用いた二次電子面は二次電子放出率δ
が１１１０以下であり、アクセプタ濃度が１×１（Ｐ）
／ＣＴｌ以上のＧａＡｓｌ−ＸＰｘの結晶を用いた二次
電子面では二次電子放出率δが約１１１００である。
Ｘ＝００５〜０．７５である混晶の表面をセシウムて活
性して得らアれる二次電子面を有するものである。なお
、アクセプタ濃度が３×１０ｉ８／ｄ〜１×１Ｐ／Ｃｆ
ｌのＧａＭｌ−ＸＰｘの結晶を用いた二次電子面に比べ
てアクセプタ濃度が３Ｘ１０１８／ｃ！ｉのＧａＡｓｌ
−ＸＰｘの結晶を用いた二次電子面は二次電子放出率δ
が１１１０以下であり、アクセプタ濃度が１×１（Ｐ）
／ＣＴｌ以上のＧａＡｓｌ−ＸＰｘの結晶を用いた二次
電子面では二次電子放出率δが約１１１００である。
従つて、二次電子放出率δが約１または１以下となる。
二次電子面の二次電子放出率δは１または１以下であつ
ては二次電子増倍できないからならないから、上述の範
囲のアクセプタ濃度の二次電子面は使用できない。前者
は結晶表面に電子親和力が生じないためであり、後者は
結晶中に極めて欠陥が多い、即ち再結合中心が多いから
であると考えられる。次に本発明の実施例について説明
する。
二次電子面の二次電子放出率δは１または１以下であつ
ては二次電子増倍できないからならないから、上述の範
囲のアクセプタ濃度の二次電子面は使用できない。前者
は結晶表面に電子親和力が生じないためであり、後者は
結晶中に極めて欠陥が多い、即ち再結合中心が多いから
であると考えられる。次に本発明の実施例について説明
する。
ＧａＡｓｌ−ＸＰｘ結晶はガリウムひ素の板状の単結晶
の一方の面に通常用いられる気相エピタキシャル法によ
つてＰ型不純物として亜鉛を導入しながら上記ＧａＡｓ
ｌ−ＸＰｘ結晶層が数１０μｍに達するまで結晶成長さ
せることによつて得る。
の一方の面に通常用いられる気相エピタキシャル法によ
つてＰ型不純物として亜鉛を導入しながら上記ＧａＡｓ
ｌ−ＸＰｘ結晶層が数１０μｍに達するまで結晶成長さ
せることによつて得る。
上記ＧａＡｓｌ−ＸＰｘ結晶のＸの値は結晶成長時に供
給するひ化水素と燐化水素の流量比によつて決定し得る
もので、該流量比とＸとの関係は雰囲気の温度、キャリ
ヤガスなどと共に経験的に得られる。アクセプタ濃度は
亜鉛の温度とキャリヤガスの流量によつて調整する。上
記のようにして得られたＧａＡｓｌ−ＸＰｘ結晶は基板
に用いたガリウムひ素結晶をそのままにし、ガリウムひ
素の面にモリブデン板を接触して二次電。
給するひ化水素と燐化水素の流量比によつて決定し得る
もので、該流量比とＸとの関係は雰囲気の温度、キャリ
ヤガスなどと共に経験的に得られる。アクセプタ濃度は
亜鉛の温度とキャリヤガスの流量によつて調整する。上
記のようにして得られたＧａＡｓｌ−ＸＰｘ結晶は基板
に用いたガリウムひ素結晶をそのままにし、ガリウムひ
素の面にモリブデン板を接触して二次電。
子増倍電極とする。該二次電子増倍電極の構造を第１図
に示す。すなわち第１図において２はＧａＡｓｌ−ＸＰ
ｘ層、３はガリウムひ素基板、４はモリブデン製支持板
である。かかる二次電子増倍電極１１，１２，１３を第
ζ２図に示すようにガラス気密容器５の中に所定の位置
に配置すると共に図示していないリード線によつて容器
の外へ端子を引出し、さらに光電面７および収集電極８
を設け、それぞれリード線によつて容器の外へ端子を引
出した光電子増倍電極管くに組込み、排気管９から図示
していない排気装置によつて十分高真空に排気した後、
アンチモンとアルカリ金属を光電面７に蒸着して光電面
７に光感度を生せしめ、次に二次電子増倍電極１１，１
２，１３のＧａＡｓｌ−ＸＰｘの表面にセシウムを付着
せしめた後、排気管９の一部を封じ切る。
に示す。すなわち第１図において２はＧａＡｓｌ−ＸＰ
ｘ層、３はガリウムひ素基板、４はモリブデン製支持板
である。かかる二次電子増倍電極１１，１２，１３を第
ζ２図に示すようにガラス気密容器５の中に所定の位置
に配置すると共に図示していないリード線によつて容器
の外へ端子を引出し、さらに光電面７および収集電極８
を設け、それぞれリード線によつて容器の外へ端子を引
出した光電子増倍電極管くに組込み、排気管９から図示
していない排気装置によつて十分高真空に排気した後、
アンチモンとアルカリ金属を光電面７に蒸着して光電面
７に光感度を生せしめ、次に二次電子増倍電極１１，１
２，１３のＧａＡｓｌ−ＸＰｘの表面にセシウムを付着
せしめた後、排気管９の一部を封じ切る。
上述の工程において光電面７を形成するアンチモンとア
ルカリ金属は常温で固体であるから適当に設計した位置
、形状、および構造によつて、たとえば無底円錐形の容
器に蒸着物質を配し、底面を被蒸着体に対向することに
よつてほとんど二次電子増倍電極に付着しないようにす
ることができる。
ルカリ金属は常温で固体であるから適当に設計した位置
、形状、および構造によつて、たとえば無底円錐形の容
器に蒸着物質を配し、底面を被蒸着体に対向することに
よつてほとんど二次電子増倍電極に付着しないようにす
ることができる。
ノ 他方、二次電子増倍電極のＧａ．Ａｓｌ−ＸＰｘの
表面に付着するセシウムは前記光電面に用いられるアル
カリ金属の量に較べてきわめて少量だから光電面に影響
しない。
表面に付着するセシウムは前記光電面に用いられるアル
カリ金属の量に較べてきわめて少量だから光電面に影響
しない。
さらに必要ならセシウム源の位置、形状、構造を適当に
設計することにより光電．面７への影響を一層少くし得
る。上述のようにして得られた光電子増倍管は光電面７
に対して二次電子増倍電極１１，１２，１３収集電極８
の順により高い電圧を加えた状態て光．電面７に微弱な
光を入射すると該光電面から光電子が放出し、二次電子
増倍電極１１，１２，１３の順に衝突して各増倍電極毎
に電子数を増倍し、最終的に収集電極８に捕獲される。
設計することにより光電．面７への影響を一層少くし得
る。上述のようにして得られた光電子増倍管は光電面７
に対して二次電子増倍電極１１，１２，１３収集電極８
の順により高い電圧を加えた状態て光．電面７に微弱な
光を入射すると該光電面から光電子が放出し、二次電子
増倍電極１１，１２，１３の順に衝突して各増倍電極毎
に電子数を増倍し、最終的に収集電極８に捕獲される。
上述のような光電子増倍管の二次電子増倍電極に用いる
ＧａＡｓｌ−ＸＰｘ結晶において、Ｘ＝０．５，０．６
，０．７５の場合の二次電子放出率δの値を一次電子の
加速エネルギーと関連して実験的に得た結果を第３図ａ
に示す。
ＧａＡｓｌ−ＸＰｘ結晶において、Ｘ＝０．５，０．６
，０．７５の場合の二次電子放出率δの値を一次電子の
加速エネルギーと関連して実験的に得た結果を第３図ａ
に示す。
第３図ｂはガリウムひ素の結晶の表面にセシウムを付着
した二次電子面の二次電子放出率、第３図ｃはガリウム
燐の結晶の表面にセシウムを付着した二次電子面の二次
電子放出率を示すものである。該図よりＧａＡｓｌ−Ｘ
Ｐｘ（Ｘ＝０．５，０．６，０．７５）結晶を用いた二
次電子面はガリウムひ素結晶およびガリウム燐結晶を用
いた二次電子面に比べて、大きな二次電子放出率を有す
ることは明白である。また、Ｘ＝０．５〜０．７５にわ
たつて大きな二次電子放出率を有することも明白てある
。
した二次電子面の二次電子放出率、第３図ｃはガリウム
燐の結晶の表面にセシウムを付着した二次電子面の二次
電子放出率を示すものである。該図よりＧａＡｓｌ−Ｘ
Ｐｘ（Ｘ＝０．５，０．６，０．７５）結晶を用いた二
次電子面はガリウムひ素結晶およびガリウム燐結晶を用
いた二次電子面に比べて、大きな二次電子放出率を有す
ることは明白である。また、Ｘ＝０．５〜０．７５にわ
たつて大きな二次電子放出率を有することも明白てある
。
以上に述べた本発明の効果は理論的に次のように理解す
ることができる。
ることができる。
すなわち、二次電子放出率δが理論的にと表わされるこ
とが知られている。
とが知られている。
ここでＫは結晶内での電子の平均自由行程Ｌ、結晶の密
度ρ、一次電子のエネルギＥに依存する値で、密度ρは
ひ化ガリウムが５．３２グラム／Ｃｆｌｌ燐化ガリウム
が５．３５グラム／Ａｌ．，ＧａＡｓｌ−ＸＰｘはそれ
らの間の値をとるからＸ＝０〜１にわたつてほぼ一定で
あり、平均自由行程Ｌは一定の不純物濃度でＸ＝０〜１
にわたつてほぼ一定と仮定すればδは一次電子エネルギ
の他はＢおよびＥのみに依存する。Ｅは結晶内で電子を
発生するために要するエネルギ、Ｂは結晶内で生じた電
子が真空中に放出する確率である。εおよびＢ．ｌ５Ｘ
の関係を第４図ｆおよびｅに示してある。なおεとＢに
ついては縦軸は任意単位である。従つてＢ／εとＸの関
係は第４図ｄのようになる。
度ρ、一次電子のエネルギＥに依存する値で、密度ρは
ひ化ガリウムが５．３２グラム／Ｃｆｌｌ燐化ガリウム
が５．３５グラム／Ａｌ．，ＧａＡｓｌ−ＸＰｘはそれ
らの間の値をとるからＸ＝０〜１にわたつてほぼ一定で
あり、平均自由行程Ｌは一定の不純物濃度でＸ＝０〜１
にわたつてほぼ一定と仮定すればδは一次電子エネルギ
の他はＢおよびＥのみに依存する。Ｅは結晶内で電子を
発生するために要するエネルギ、Ｂは結晶内で生じた電
子が真空中に放出する確率である。εおよびＢ．ｌ５Ｘ
の関係を第４図ｆおよびｅに示してある。なおεとＢに
ついては縦軸は任意単位である。従つてＢ／εとＸの関
係は第４図ｄのようになる。
すなわちＸ＝０．５〜０．７５で最大かつほぼ一定の値
をとる。以上に詳細に述べたように本発明はアクセプタ
濃度３刈０１８〜１×１σ０／ＣｌｌのＧａＡｓｌ−ぇ
ＰゅにおいてＸ＝０．５〜０．７５である結晶の表面に
アルカリ金属を付着した二次電子面を有する二次電子増
倍電極て大きな二次電子放出率を有すると共に酸素を用
いて二次電子面を活性化しないから熱電子放出が極めて
少くかつ酸素の解離による経年変化がなくまた酸素の供
給による光電面の劣化、光電面および二次電子面の形成
の煩雑さを避けることができる。
をとる。以上に詳細に述べたように本発明はアクセプタ
濃度３刈０１８〜１×１σ０／ＣｌｌのＧａＡｓｌ−ぇ
ＰゅにおいてＸ＝０．５〜０．７５である結晶の表面に
アルカリ金属を付着した二次電子面を有する二次電子増
倍電極て大きな二次電子放出率を有すると共に酸素を用
いて二次電子面を活性化しないから熱電子放出が極めて
少くかつ酸素の解離による経年変化がなくまた酸素の供
給による光電面の劣化、光電面および二次電子面の形成
の煩雑さを避けることができる。
なお前述の実施例に述べた結晶成長法によれば通常Ｇａ
Ａｓｌ−ＸＰｘの単結晶が得られるが、成長基板にモリ
ブデン板を用い前述と同様の方法で結晶成長すると多結
晶が得られる。
Ａｓｌ−ＸＰｘの単結晶が得られるが、成長基板にモリ
ブデン板を用い前述と同様の方法で結晶成長すると多結
晶が得られる。
このときもセシウムによつて活性することにより全く同
様の効果が得られる。
様の効果が得られる。
第１図は本発明の二次電子増倍電極の実施例、第２図は
本発明の二次電子増倍電極を用いた光電子増倍管の実施
例を示す図てある。
本発明の二次電子増倍電極を用いた光電子増倍管の実施
例を示す図てある。
Claims (1)
- １ ３×１０＾１＾８〜１×１０＾２＾０／ｃｍ＾３の
アクセプタ濃度のＧａＡｓ＿１＿−＿ＸＰ＿Ｘ（Ｘ＝０
．５〜０．７５）結晶表面をセシウムで活性することを
特徴とする二次電子増倍電極。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54007406A JPS6042573B2 (ja) | 1979-01-24 | 1979-01-24 | 二次電子増倍電極 |
| GB7915036A GB2040553A (en) | 1979-01-24 | 1979-05-01 | Dynode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54007406A JPS6042573B2 (ja) | 1979-01-24 | 1979-01-24 | 二次電子増倍電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55100631A JPS55100631A (en) | 1980-07-31 |
| JPS6042573B2 true JPS6042573B2 (ja) | 1985-09-24 |
Family
ID=11664983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54007406A Expired JPS6042573B2 (ja) | 1979-01-24 | 1979-01-24 | 二次電子増倍電極 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6042573B2 (ja) |
| GB (1) | GB2040553A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3709298A1 (de) * | 1987-03-20 | 1988-09-29 | Kernforschungsz Karlsruhe | Micro-sekundaerelektronenvervielfacher und verfahren zu seiner herstellung |
| EP0413482B1 (en) * | 1989-08-18 | 1997-03-12 | Galileo Electro-Optics Corp. | Thin-film continuous dynodes |
-
1979
- 1979-01-24 JP JP54007406A patent/JPS6042573B2/ja not_active Expired
- 1979-05-01 GB GB7915036A patent/GB2040553A/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2040553A (en) | 1980-08-28 |
| JPS55100631A (en) | 1980-07-31 |
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