[其他]光陰極及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 88101430
• 申請日: 1988-03-18
• 公開（公告）號: CN88101430A
• 公開（公告）日: 1988-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 荒枚成光
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H01J1/34
• 分類號: H01J1/34;H01J29/04;H01J9/12
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利代理部
• 代理人: 王以平

本發(fā)明涉及一種光陰極及其制造方法，該光陰極形成于一個(gè)具有細(xì)隙或細(xì)孔的部件上，且在長時(shí)期內(nèi)保持著高靈敏度。

一個(gè)有著光陰極的電子管的例子是X射線圖象增強(qiáng)器。如圖1中所示，這種X射線圖象增強(qiáng)器有柱形部件1以及光陰極2，柱形部件1由，例如，一種堿金屬鹵化物組成，以作為基底來吸收X射線3和發(fā)射光，光陰極（光電子轉(zhuǎn)換層）2形成于該基底上并由一種半金屬和一種堿金屬組成。參考數(shù)號4、5、6、7和8分別代表電子束、聚焦電極、電子透鏡、輸出熒光屏以及X射線圖象增強(qiáng)器。基底1將入射的X射線3轉(zhuǎn)換成可見光，而由可見光引起的光電效應(yīng)使光陰極2發(fā)射光電子。透鏡6加速這些光電子，并將它們在屏幕7上聚焦成電子圖象。屏幕7將電子圖象轉(zhuǎn)換成可見圖象。

這種X射線圖象增強(qiáng)器主要用于醫(yī)療診斷。所以，為了降低受檢物體的X射線照射量，對X射線圖象增強(qiáng)器的光陰極提出的要求是：光陰極的靈敏度要高且能在長時(shí)期內(nèi)穩(wěn)定地維持此靈敏度。

為了增加光陰極的靈敏度，如同許多著作中所述那樣，光陰極的成分比必須是由組成元素的原子價(jià)決定的化學(xué)計(jì)量成分比或與之接近的成分比。例如，在由半金屬Sb（三價(jià)的）和一些堿金屬（一價(jià)的）Cs、Na和K組成的多堿光陰極中，Sb和堿金屬總和的化學(xué)計(jì)量成分比理論上為1∶3。如果光陰極的成分比不是上述的成分比，或者成分比隨時(shí)間而改變，則靈敏度要下降。

由發(fā)光的多晶材料，諸如，CsI/Na、Cd₂O₂S/Tb、CsI/Tl等組成的基底是用物理沉積法（諸如真空蒸發(fā)或?yàn)R射）或化學(xué)沉積法（例如化學(xué)汽相淀積（CVD））來形成的。因此，和在有著非晶玻璃或金屬板基底的其它電子管的光陰極中不同，在這種基底中，會不可避免地產(chǎn)生大量晶粒邊界、狹窄的空隙、晶格缺陷或微孔。舉例來說，如圖2中所示，當(dāng)采用CsI/Na時(shí)，基底1是這樣形成的，即光線在幾微米厚的CsI/Na柱形多晶體的縱軸方向行進(jìn)，并到達(dá)光陰極2。用這種結(jié)構(gòu)，能減少在基底中光的散射，且大量的光能被吸收和入射于光陰極上。

由一種諸如Sb、Bi、Te等半金屬和一種堿金屬組成的光陰極是通過，比如在基底上沉積的半金屬和加于其上的堿金屬之間的化學(xué)反應(yīng)來形成的。然而，如果如上所述在基底中產(chǎn)生狹窄的空隙或晶粒邊界，則堿金屬會進(jìn)入此狹窄的空隙、晶粒邊界乃至晶體本身，從而改變了光陰極的化學(xué)計(jì)量成分比。

為此，通常在基底和光陰極之間置入一層由真空蒸發(fā)形成的Al₂O₃、In₂O₃或諸如此類的中間層。但是，在中間層內(nèi)仍然會產(chǎn)生微孔和晶粒邊界（盡管它們并不像在基底中的微孔和晶粒邊界那樣大），從而降低了靈敏度。

圖3示出了一種光陰極的俄歇（Auger）分析結(jié)果，這種光陰極是由通過Al₂O₃中間層而在鈉激活碘化銫（CsI/Na）的柱形多晶體上形成的半金屬和多種堿金屬（Na、K和Cs）構(gòu)成的。沿橫座標(biāo)示出的稀有氣體的濺射時(shí)間代表光陰極的厚度。根據(jù)圖3，Sb和堿金屬總和的成分比為1∶35至1∶40，即明顯不同于上述化學(xué)計(jì)量成分比。而且，銫濃度顯著地高。這是因?yàn)椋谑褂枚嗑Р考幕讜r(shí)，光陰極的靈敏度隨時(shí)間的推移而大大地下降。所以，為了補(bǔ)償這種下降，以犧牲使用初期的靈敏度為代價(jià)，使成分比大大偏離化學(xué)計(jì)量成分比。

本發(fā)明已考慮到上述情況，其目的在于提供一種光陰極，該光陰極形成于由一個(gè)或多個(gè)表面具有大量狹窄空隙或微孔的部件組成的基底上，并主要由半金屬、鎂或銀以及一種或多種堿金屬所組成，其特征在于：光陰極形成于已形成在基底上的堿金屬氧化層上，而半金屬、鎂或銀與一種或多種堿金屬的成分比是化學(xué)計(jì)量的或接近于化學(xué)計(jì)量的。

本發(fā)明的另一目的是要提供一種形成光陰極的方法，該光陰極主要由一種在基底上的半金屬、鎂或銀以及一或多種堿金屬所組成，而該基底由一或多個(gè)表面具有大量狹窄空隙或微孔的部件所組成，其特征在于，形成光陰極的方法包括如下步驟：在基底上形成堿金屬氧化層;和在該堿金屬氧化層上形成光陰極，該光陰極中半金屬、鎂或銀和一種或多種堿金屬的成分比是化學(xué)計(jì)量的或近于化學(xué)計(jì)量的。

下面結(jié)合附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明。

圖1是X射線圖象增強(qiáng)器的剖面概圖;

圖2是一種通常的光陰極和基底的放大剖面概圖;

圖3是通常光陰極的俄歇分析圖;

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案的放大剖面概圖;

圖5和圖6是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案的光陰極的俄歇分析圖;