144029. lajstromszámú szabadalom • Fotókatóda

Megjelent: 1958. január hó 15-én. ____^___ , -_ & : I ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.029. SZÁM 21. g. 1-16. OSZTÁLY — EE-257. ALAPSZÁM Fotókatóda Egyesült Izzólámpa és Villamossági Rt., Budapest. A bejelentő által megnevezett feltalálók: Winter Ernő és Budincsevits Andor mérnökök, budapesti lakosok (mindketten a Távközlési Kutató Intézet 2. sz. laboratóriumának munkatársai). A bejelentés napja: 1955. február 3. Találmányunk tárgya újfajta fotókatóda, éspedig tartalékfotókatóda, valamint eljárás annak előállítására és működtetésére. Mint ismeretes, a fotókatódák, amelyeket pl. fotócellákban, elektronsokszorozókban, valamint egyéb vákuumtechnikai cikkekben használnak,; olyan katódák, amelyek fény hatására elektronokat bocsátanak ki. E fotókatódák aktiváló anyaga fémes magon, vagy esetleg üvegfelületen helyezkedik el és többnyire valamilyen alkálifém. A leginkább használatos alkálifém e célra a cézium. A céziumot többnyire nem közvetlenül vitték fel a katódtestre, hanem alatta az érzékenység eltolása céljából ezüstöt és antimorít, vagy csupán ezek egyikét, vagy más rétegeket, pl. ezüstoxidréteget helyeztek el. Mint ismeretes, a fotókatódák megszólalási valószínűsége elég kicsiny volt. Megszólalási valószínűség alatt azt értjük, hogy mennyi foton szükséges egy elektron kiváltásához. Tudvalevő ugyanis, hogy a fotókatódáknál a katódára ráeső fotonok közül csak igen kevés vált ki egyegy elektront, a többi foton többnyire a katóda aránylag kis és fényes felülete révén részben reflektálódik, részben pedig elektronok kiváltása nélkül nyelődik el. Az ismert fotókatódák előállítása sem volt könynyű. Az alkálifém alatt levő rétegeket párologtatás révén vitték fel, majd pedig pl. egy fotócellában egy alkáli forrást (patront) helyeztek el, azt hevítéssel „elsütötték", úgy, hogy pl. cézium párolgott ki a. patronból, lerakódott a katód felületére, valamint a fotócella vagy egyéb vákuumtechnikai eszköz más helyeire is. Az alkáligőz felesleget ezután elszívatták, majd pl. a fotócellát lezárták. Nyilvánvaló, hogy ez az eljárás meglehetősen nehézkes és sok gondot okoz az alkáli forrás elhelyezésié, annak megfelelő „elsütése", stb. Találmányunk célja fenti hátrányok kiküszöbölése és egy teljesen új termék, tartalék fotókatóda készítése. Találmányunkat részletesebben az alábbi kiviteli -példák és rajzok alapján ismertetjük. Találmányunk értelmében az eddigieknél sokkal nagyobb megszólalási valószínűségű fotókatódák készíthetők akkor, ha a katóda felületét porózus, zsugorított testből készítjük el és az aktiváló anyagot zárt üregbén, e porózus, szintereit test mögött helyezzük el. Az aktiváló anyag ily módon tartalékot képez és fokozatosan jut ki a pórusokon keresztül a katóda fűtése, vagy előzetes aktiválása révén annak felületére. Ilyen katódát mutat be 1. ábránk, ahol (3) jelöli a porózus testet, (4) a porózus test tartóját és egyben az aktiváló anyag befogadására alkalmas edényt, (5) az aktiváló anyagot magát, (6) pedig a katóda alatt elhelyezkedő fűtőtestet. A (3) porózus test készülhet wolframból, vagy pl. wolfram és nikkel ötvözetéből, vagy más magas olvadáspontú fémből, mint pl. molibdénből, tantálból és nióbból. Készülhet azontoan e porózus test akár ezüstből, akár ezüst-antimon ötvözetből, vagy akár más egyéb olyan szokásos anyagból, amelyet fotókatódáknál az alkálifém alatt levő rétegként használnak. Szükség esetén lehet a porózus test felületét oxidálni is és így pl. egy ezüstből készült porózus test felületén ezüst oxidréteget kiképezni. Lehet azonban a porózus testet wolframból is készíteni és felületét a szokásos fotókatód rétegekkel, tehát pl. ezüsttel és antimonnal bevonni. Ezt a bevonást úgy is el lehet végezni, hogy a tartaléktérből ilyen anyagokat juttatunk a porózus test felületére. A porózus test a (4) edény falához célszerűen szorosan illeszkedik, ez az illeszkedés lehet vákuumtömítő is, ámbár ez nem minden esetben feltétlenül szükséges. Lehet továbbá a porózus testet esetleg hálóval vagy más hasonló sűrűszövedékű, igen kis hézagokkal ellátott testtel helyettesíteni. Az (5) aktiváló anyag célszerűen valamilyen alkáli forrás, tehát Li, Na, K, Rb vagy Cs-forrás, Ez a forrás állhat akár magukból a tiszta alkálifémekből, akár pedig azoknak valamilyen vegyületéből és egy redukáló anyagból, amint az általánosan ismert. A fotókatódá aktív (7) felületére az alkálifém vagy egyéb aktiváló anyag ennél a kiviteli példánál a (6) fűtőtest hőjének hatására kerül ki. E fűtőtest hőmérséklete általában maximum 500—600 C° kell hogy legyen. Megfigyeléseink szerint az ilyen konstrukciójú fotókatódák sokkal nagyobb megszólalási valószínűséggel rendelkeznek, mint a korábbi fotókatódák, ami valószínűleg azzal magyarázható, hogy felületük a porózus test révén sokkal nagyobb mint más fotókatódáké, ugyanekkor e test általában nem fényes, úgyhogy reflexiója is kicsi és végül az aktív réteg szerkezete homogén. A 2. ábra a találmányunk szerinti tartalékfotó-