Способ изготовления фотокатодов Советский патент 1935 года по МПК H01J9/12 

При изготовлении фотоэлементов и фотокатодов для передающей катодной труб(и типа иконоскопа с элементарными фотоэлементами из металла или диэлектрика, П:) имо затруднений из-за красной границы фотоэффекта, особо стоит вопрос о трудности осуществления высокой и равномерной их чувствительности. Как известно, свето;увствитель 1ый слой фотоэлементов состоит из неактивной или весьма слабо ai THBKOii в фотоэлектрическом отнощении поверхности, на которой расположены особо активные центры испус-аиия фотоэлектронов. Эти центры могут быть двух видов. Одни из них весьма совершенные, поверхность которых устроена та::, что всякий квант света сразу же сталкивается на поверхности с электроном, и другие, поверхjiocTb которых несколько менее светочувствительна, Taii как плохо абсорбирует световую энергию, или слишком хорощо ее отражает, или применяемое в качестве катода тело обладает значительной прозрачностью. Для устранения этих недостатков уже предлагалось покрывать очувствленную поверхность фотоэлемента весьма тонким металлическим слоем для увеличения абсорбции. К этому же виду центров следует

(373)

отнести и тот тип д.-нтров, у которых вырывание электронов происходит не из поверхностного слоя фотокатодл, а из его глубимы, в резуль ате чего вероятность пырывания электронов на поверхность зн1.чительно уменьшается. Такие центры могут быть неравномерно расположены только на весьма небольших участках поверхности, так что эту неоднородность можно будет и не заметить при перемещении светового пучка даже-значительно малых размеров. Кроме этой неоднородности возможна еще неоднородность, которая возникает вследствие невозможности создать равггомерные условия при очувствлении. Это особенно относится к поверхностям значительных размеров. Иногда малую чувствителькость фотоэлементов возможно объяснить и тем, что активные центры находятся на подложке, явл ющейся изолятором, в результате чего зарядившаяся элементарная емкость препятствует дальнейшему использованию фотоэффекта. В этом отношении также возможно металлизировать очувствленную поверхность с целью увеличения чувствительности. Активные центры обладают различною спектральною чувствительностью. При изготовлении мозаичных фотоэлементов

кроме того, особо стоит вопрос об уменьшении поверхностного сопротивления диэлектрика светильной пластинки, приводящем к размыванию передаваемого изображения. Если обрабатывать и очувствлять уже готовую мозаику, то уменьшение поверхностного сопротивления неизбежно.

Предлагаемое изобретение ставит перед собой задачу устранения указанных недостатков. Исходя из неоднородного строения поверхности фотоэлектрического слоя, согласно изобретению, яредлагается очувствлять не сплошную поверхность, а весьма мелкие или коллоидальные частицы, из которых после очувствления отбирать по необходимой спектральной чувствительности наиболее активные в фотоэлектрическом отношении sepiia. При всем этом обработка и очувствление мелких частиц производится в том же порядке, как и при изготовлении обыкновенных фотоэлементов, т. е. зерна насыпаются на металлический электрод, что в целом заменяет обычную поверхность катода фотоэлемента. В дальнейшем, обработанные частицы наносятся на соответствуюш,ую металлическую или диэлектрическую поверхность и закрепляются на ней, с целью получения законченного фотоэлемента. Изъятие процессов обработки и очувствления с места окончательного нахождения мозаики позволяет к тому же устранить поверхностную утечку на диэлектрике сигнальной пластинки.

На схематическом чертеже фиг. 1 и 2 зображают различные формы выполнения устройства для сортировки зерен и фиг. 3-общий вид мозаичного фотоэлемента.

Очувствленные зерна помещают в находящуюся в вакууме металлическую воронку а, из которой они постепенно высыпаются, пролетая через кольцевой электрод б, которому, по отношению к воронке а сообщен большой положительный потенциал. В месте прохождения зерен через кольцевой электрод б они освещаются светом нужного спектрального состава от источника света в. Чем более зерна чувствительны к данitOMy спектральному составу, тем более они зарядятся пололсительно в сравнении

с нечувствительными зернами. Падающие частицы затем проходят через сильное отклоняющее магнитное поле катушек г. Наиболее чувствительные к данному свету частицы наиболее сильно отклонятся, так как они будут обладать зарядом, отличным от заряда всех остальных частиц.

Таким способом возможно выделить однородные и высокочувствительные к требуемому свету зерна. Эти зерна могут сразу же наноситься на металлическую или диэлектрическую поверхность или же запаиваться в отдельные ампулы для дальнейщего применения. Для изготовления обыкновенных фотоэлементов достаточно нанести полученные зерна сплошным слоем на какуюлибо проводящую и легкоплавкую подложку, с которой они могут быть сцеплены, например, разогреванием в высокочастотной печи. Для получения мозаичных фотоэлементов их достаточно нанести сплощным слоем на диэлектрик сигнальной пластинки, покрытой легкоплавкой подложкой из изолирующего вещества. После сцепления зерен с мозаикой в высокочастотной печи лишние зерна отряхиваются и получается готовый мозаичный фотоэлемент. Светочувствительная мозаика может быть также изготовлена посредством нанесения очувствленных зерен дискретным слоем на сплошную изоляционную и легкоплавкую подложку. Затем на сигнальный электрод этого фотоэлемента подается высокое отрицательное напряжен11е v (фиг. 3) по отношению к аноду на стекле и трубка встряхивается. При этом заряд ;вшиеся зерна под действием электростатического поля располагаются по поверхности равномерно. Закрепление их производится прогреванием в высокочастотной печи. Вполне очевидно, что аналогичным образом могут сортироваться и мелкие зерна диэлектрика. При этом укрепление сплошного слоя из них может производиться на легкоплавкой подложке также путем прргревания в высокочастотной печи. Для сортировки зерен диэлектрика (по проводимости) может быть применено устройство, изображенное на фкг. 2. Здесь отобранные по чувствительности зерна высыпаются из воронки в в пространство кольцевого электрода б, имеющего положительный потенциал по отношению к воронке «1, и действием света от источника в приобретают положительный заряд. Затем зерна попадают в металлическую воронку а, электрически сое иненную с воронкой в. В металлической воронке зерна будут терять свой заряд тем более, чем более их утечка. Вылетая из воронки а, зерна сортируются в сильном магнитном поле. Вполне очевидно, что во всех случаях для сортировки может применяться и электрическое поле. Описанные выше приемы, по данным автора, дают возможность получать высокочувствительные фотокатоды.

Предмет изобретения.

1. Способ изготовления фотокатодов, отличающийся тем, что мелкие металлические зерна очувствляют в отношении фотоэффекта непосредственно или после окисления или иного покрытия

их и наносят на металлическую пластинку на тонкий слой изолирующего легкоплавкого вещества.

2.При способе по п. 1 применение проводящего слоя вместо изолирующего веп ества, скрепляющего порошок с пластинкой.

3.При способе по п. 1 применение электростатического поля для равномерного распределения частиц во время распределения их по поверхности.

4.При способе по п. 1 применение очувствленных зерен из диэлектрика.

5.При способе по п. 1 применение приема сортирования зерен по фотоактивности, состоящего в том, что очувствленные зерна в вакууме высыпаются из металлической воронки в пространство кольцевого электрода, между которыми создано сильное электрическое поле, причем для выявления чувствительности эти зерна освещаются и, получая вследствие этого положительный заряд, отклоняются дополнительным магнитным полем в определенное место приемника зерен.

;.г 2. ; ;

-J. 0