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Cellule photoélectrique.
Dans son brevet n 379.382, la demanderesse a déjà décrit un dispositif photoélectrique comportant une électrode constituée au moins en partie par une matière photoélectrique, et séparée d'une autre électrode en ma- tière conductrice de l'électricité par une couche contenant une ou plusieurs matières solides isolantes. Lorsqu'on ir- radie l'électrode photoélectrique, qui peut être constituée avantageusement par un ou plusieurs métaux alcalins ou al- calino-terreux, il se produit entre les deux électrodes, une différence de tension qui dépend de l'intensité de l'irradiation et qui produit un courant électrique si les
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électrodes sont raccordées à un circuit électrique extérieur.
Ce courant traverse la couche de séparation qui peut être constituée par un composé chimique du métal dont se compose l'une des électrodes. Par "matière photoélectrique" on en- tend une matière qui, soumise à une irradiation, est suscep- tible d'émettre des électrons.
En outre, la demanderesse a montré dans son brevet n 379.381 que la couche de séparation peut se composer d'une ou plusieurs matières solides semi-conductrices.
D'autre part la demanderesse a déjà proposé de cons- tituer la pièce de contact de l'électrode photoélectrique d'un dispositif de ce genre par un organe qui est en contact avec cette électrode en plusieurs points et consiste, par exemple, en un morceau de gaze métallique ou en une couche métallique très mince, appliquée sur l'électrode photoélec- trique.
La présente invention a pour but d'appliquer d'une autre manière le courant à l'électrode photoélectrique et de simplifier la fabrication du dispositif.
Le,,dispositif photoélectrique suivant cette inven- tion comprend une électrode photoélectrique, qui est séparée d'une autre électrode conductrice de l'électricité par une touche se composant essentiellement d'une ou de plusieurs matières solides isolantes ou semi-conductrices, ces élec- trodes et la couche isolante ou semi-conductrice étant super- posées. En outre, le dispositif comporte un corps émetteur d'électrons, qui est disposé de telle manière que les élec- trons émis puissent atteindre l'électrode photoélectrique.
Dans ce cas, la pièce de contact de l'électrode photoélec- trique est constituée, si l'on peut dire, par un nuage d'élec-
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trons se produisant au voisinage de l'électrode photoélectri- que. L'irradiation de cette électrode provoque une différence de tension dans le dispositif et lorsqu'on ferme le circuit extérieur cette différence de tension produit un courant d'électrons allant de l'électrode photoélectrique à l'autre électrode à travers la couche isolante ou semi-conductrice.
Les électrons provenant du corps émetteur se rendent à l'élec- trode photoélectrique. Le circuit extérieur est connecté entre l'électrode photoélectrique et le corps émetteur d'é- lectrons. Il est à remarquer qu'on peut appliquer à ce corps aussi bien un potentiel négatif qu'un faible potentiel po- sitif ou bien ne lui appliquer aucune tension par rapport à l'électrode photoélectrique.
Il est souvent avantageux de disposer une électrode auxiliaire entre le corps émetteur et l'électrode photoélec- trique. Dans ce cas on peut appliquer à cette électrode auxi- liaire un potentiel tel, par rapport au corps émetteur, que le mouvement des électrons émis soit accéléré.
Lorsque le corps émetteur d'électrons émet en même temps des rayons lumineux, ces rayons tombent souvent aussi sur l'électrode.photoélectrique. Cette irradiation a prati- quement une intensité constante, de sorte qu'il se produit une différence de tension constante dans le dispositif. Par suite, une source lumineuse d'intensité variable permet de produire une différence de tension variable outre cette dif- férence de tension constante.
Si l'on désire éviter l'irradiation constante de l'électrode par le corps émetteur d'électrons il est avanta- geux de disposer un écran opaque aux rayons lumineux entre ce corps et l'électrode photoélectrique, de façon à permettre
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aux électrons de circuler autour de l'écran, tandis que les rayons lumineux sont arrêtés par ce dernier. Dans cette cons- truction notamment, il peut être avantageux d'utiliser l'élec- trode auxiliaire accélérant la vitesse des électrons dont il a été question.ci-dessus.
On peut aussi éviter l'action des rayons lumineux émis par le corps émetteur d'électrons sur la différence de tension produite, en utilisant un corps émettant des électrons à une température à laquelle il n'émet pratiquement pas de rayons lumineux. Ce corps émetteur peut être constitué avan- tageusement par une cathode à incandescence recouverte d'un métal alcalin, car dans oo cas la surface du corps émetteur et l'électrode photoélectrique peuvent être constituées par le même métal alcalin, qu'on peut introduire dans le dispo- sitif en une seule opération. Le corps émetteur d'électrons peut aussi être constitué par une cathode faite en.un oxyde des métaux alcalino-terreux, qui est chauffée directement ou indirectement et qui n'émet également qu'une très faible quantité de rayons visibles.
Si la couche émettrice est fai- te en un métal alcalino-terreux précipité de sa phase de vapeur, la fabrication du dispositif peut également être simplifiée en constituant l'électrode photoélectrique par le même métal alcalino-terreux.
Le corps émetteur d'électrons peut aussi être cons- titué par un corps contenant une matière photoélectrique, de sorte que les électrons sont libérés par voie photoélec- trique, et qu'il n'est pas nécessaire de chauffer le corps émetteur d'électrons.
Il est souvent possible de constituer le corps émetteur d'électrons par une matière radioactive émattant des rayons /3
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Si l'on place entre les deux électrodes du disposi- tif une matière fluorescente, c'est-à-dire une substance émettant des rayons de fluorescence lorsqu'elle est frappée par des électrons, on peut utiliser le dispositif avec avan- tage pour 1'amplification d'images lumineuses ou pour la tranformation de ces images en images produites par des ray- ons d'autres longueurs d'onde.
L'invention va être décrite plus en détail en se référant au dessin annexé, qui en représente, à titre d' exemple, deux modes de réalisation.
Les figs. 1 et 2 sont deux vues différentes d'un mode de réalisation de l'invention, et les figs. 3 et 4 montrent une autre forme d'exécution.
Le dispositif photoélectrique montré sur les figs.
1 et 2 comprend une ampoule 1 en verre, quartz ou autre ma- tière analogue, à laquelle est scellé un pied 2 muni d'un pincement 3. Ce pincement porte les électrodes et le corps émetteur du dispositif. Une des électrodes est constituée par une plaque en zirconium 4 montée sur le pincement à l'aide du fil de support 5 relié électriquement au fil d'ali- mentation 6. La plaque en zirconium 4 est recouverte d'une mince pellicule 7 d'oxyde de zirconium qui ainsi qu'on le sait, est une matière isolante, cette pellicule pouvant ê- tre constituée par une oxydation superficielle de la plaque' 4. Sur la pellicule 7 d'oxyde de zirconium est appliquée une couche 8 qui, dans ce mode d'exécution, est faite en césium et constitue l'une des électrodes du dispositif.
Sur le pincement 3 est montée une cathode à incan- descence 9 reliée aux fils d'alimentation 10 et 11 et cons- tituée par un fil en tungstène enroulé en forme d'hélice,
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la surface de ce fil étant recouverte de césium.
Lors de la fabrication du dispositif représenté sur ledessin, laplaque en zirconium oxydée et l'hélice en tungs- tène 9 sont introduites dans l'ampoule, cette hélice étant oxydée superficiellement par chauffage dans une atmosphère renfermant de l'oxygène. Ensuite on fait le vide dans le dispositif, par exemple à l'aide d'une pompe à vide raccor- dée au queusot 12, après quoi on introduit du césium dans l'ampoule 1, ce qui peut s'effectuee, par exemple, au moyen du tube 13. Toutefois il est aussi possible de développer le césium à l'intérieur de l'ampoule 1, par exemple en chauffant un mélange d'un composé de césium et d'un agent réducteur approprié. Le césium introduit dans le dispositif se dépose sur la couche d'oxyde de zicronium 7 et constitue l'électrode photoélectrique 8.
En même temps une partie du césium se dépose sur le fil de tungstène oxydé 9 et constitue une cou- che à pouvoir émissif élevé. Ainsi qu'on le sait, une cathode de ce genre émet déjà des électrons à une température très faible, tandis qu'elle n'émet pratiquement pas de rayons lumineux visibles. Après l'introduction du césium on ferme le queusot 13 en le scellant à l'ampoule.
Lorsque l'électrode photoélectrique 8 est irradiée à l'aide d'une source lumineuse 14, il se produit une diffé- rence de tension entre les électrodes 4 et 8 et cette diffé- rence de tension provoque à son tour le passage d'un courant à travers le dispositif si l'on connecte un circuit extérieur entre le fil d'alimentation 6 et un des fils d'alimentation 10 et 11. Il est nécessaire d'envoyer un courant à travers la cathode à incandescence 9 afin qu'elle émette des élec- trons. Le courant produit par l'irradiation peut traverser
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le circuit, sans que celui-ci comporte une source de tension.
De préférence, on applique au corps incandescent 9 un faible potentiel négatif par rapport à l'électrode photoélectrique 8. Toutefois, on peut aussi appliquer une faible tension po- sitive à cette cathode à incandescence, sans que le sens du courant soit inversé dans le circuit. Du fait que la diffé- rence de tension produite et le courant en résultant dépen- dent de l'intensité d'irradiation, le dispositif permet de transformer des variations lumineuses en variations de courant.
Le dispositif représenté sur les figs. 3 et 4 compor- te également une électrode 4 conductrice de l'électricité et une électrode photoélectrique 8, ces électrodes étant séparées l'une de l'autre par une couche 7. En outre, le dispositif comprend une cathode à incandescence 15 qui n'émet des élec- trons qu'à une température à laquelle elle émet aussi des rayons lumineux. Cette électrode est constituée, par exemple, par un fil de tungstène . Afin que les rayons lumineux émis n'agissent pas sur l'électrode photoélectrique, un écran 16 opaque aux rayons lumineux est disposé entre la cathode à incandescence 15 et l'électrode précitée. Cet écran est cons- titué, par exemple, par une plaque métallique et est fixé à l'un des fils d'alimentation de la cathode à incandescence 15.
Entre l'écran 16 et l'électrode 8 est disposée une électrode ajourée 17 à mailles fines fixée au fil de support 18 et reliée au fil d'alimentation 19. Cette électrode 17 est légèrement rabattue de façon à entourer les bords de l'é cran 16 et peut faire office de grille accélérant la vitesse des électrons émis par la cathode à incandescence 15 et se rendant à l'électrode photoactive 8. A cet effet il est né- cessaire d'appliquer à l'électrode 17 une tension positive
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par rapport à la cathode à incandescence 15.
Lorsqu'on fait fonctionner le dispositif il importe de disposer la source lumineuse de telle manière que l'écran 16 arrête une quantité aussi petite que possible- de ces rayons.
A cet effet on peut disposer cette source en 20, par exemple, car dans ce cas les rayons frappent l'écran obliquement.
Les électrodes du dispositif peuvent aussi être dis- posées sur saparoi. A cet effet on recouvre d'abord la paroi d'une couche métallique, par exemple, sur laquelle on appli- que la couche intermédiaire, et sur celle-ci on forme ensuite l'électrode sensible à la lumière.
Les électrodes et la couche intermédiaire 7 peuvent aussi être faites en matières autres que celles mentionnées plus haut. L'électrode photoélectrique peut aussi se composer, par exemple, d'autres métaux alcalins ou d'un métal alcalino- terreux, par exemple du baryum. Si l'on utilise du baryum, il est avantageux de constituer la couche 7 par l'oxyde de baryum qui est appliqué sur la plaque métallique 4 faite en nickel, par exemple. Ainsi qu'on le sait l'oxyde de baryum, de même que 1.'oxyde de zirconium, est une matière isolante.
Si l'on désire utiliser des matières semi-conduc- trices on peut faire la plaque 4 en argent, par exemple, et former à sa surface une couche d'iodure d'argent par l'action de vapeurs d'i ode. La plaque 4 peut être en cuivre et être oxydée superficiellement, de sorte qu'il se produit une couche d'oxydede cuivre qui, de même que l'iodure précité, est une matière semi-conductrice.
Il est à remarquer qu'on peut aussi disposer d'autres matières entre les électrodes 4 et 8, par exemple une matière fluorescente qui peut constituer en même temps la couche iso- lante ou senti-conductrice.