DE750000C

DE750000C - Verfahren zur Herstellung einer Schicht von hoher Sekundaeremissionsfaehigkeit

Info

Publication number: DE750000C
Application number: DE1938750000D
Authority: DE
Inventors: Otto Krenzien
Priority date: 1938-08-17
Filing date: 1938-08-18
Publication date: 1944-12-12
Also published as: NL60018C; FR858936A

Description

Als Sekundäremissionsschichten verwendet man in der Praxis meist solche, welche Silber, Silberoxyd und Cäsium enthalten. Wegen der geringen Temperatur, welche derartige Schichten vertragen können, haben sie nur geringe Eignung für die Verwendung in Verstärkerröhren mit Gittersteuerung. Derartige Röhren erfordern eine gründliche Temperaturbehandlung, bevor sie in Betrieb genommen werden können. Außerdem ist es bei ihnen von Wichtigkeit, daß die höheren Vervielfacherstufen, welche durch die Verlustwärme auf höhere Temperatur gebracht werden, wenig oder gar nicht thermisch ausgelöste

Elektronen emittieren, da durch eine solche Elektronenemission die Verhältnisse in der Röhre in empfindlicher und unerwünschter Weise gestört werden.

Um nun eine Schicht von hoher Sekundär-

ao emissionsfähigkeit, die diese Nachteile weitgehend vermeidet, herzustellen, wird sie nach der Erfindung in der Weise 'hergestellt, daß auf eine dünne, in geschmolzenem Zustande befindliche isolierende UberZugsschicht der Elektrode Alkalimetalldampf zur Einwirkung ^a5 gebracht wird.

Es sind zwar Sekundäreniissionsschichten bekannt, die durch Aufdampfen eines Erdalkalimetalls auf einen festen isolierenden Überzug einer Elektrode hergestellt werden. Dabei kann u. U. eine kleine Menge des Erdalkalimetalls in die obersten Schichten des Isolators eindringen. Damit wird aber keine atomare Verteilung, d. h. Lösung des Erdalkalimetalls, in dem Isolator erzielt, während es für die durch die Erfindung erzielte Wirkung gerade auf eine solche Verteilung ankommt. Die Herstellung der Schicht nach der Erfindung erfolgt z. B. in der Weise, daß die zur Aktivierung bestimmte Oberfläche der zu überziehenden Elektrode mit einer wäßrigen oder alkoholischen Lösung eines Isolators oder eines schlecht leitenden Stoffes benetzt und sodann auf eine so hohe Temperatur gebracht wird, daß das Schichtmaterial zum Schmelzen kommt. Während dieses Schmelzvorganges wird der Dampf eines Alkalimetalls auf die Schicht zur Einwirkung gebracht.

Dabei ist es wesentlich, daß die Grundschicht, auf welche der Alkalidatnpf einwirkt, sehr dünn ist (z. B. io-⁴nim), schon um störende Aufladungen -der Schicht zu vermeiden, welche aus der geringen Leitfähigkeit derselben resultieren würden. Als Werkstoffe für die Herstellung der Schicht eignen sich besonder? Halogenide, z. B. Chloride oder Fluoride der Alkali- und Erdalkalimetalle. Es ist nicht ίο unbedingt notwendig, daß die Stoffe, aus wel ■ dien die Schicht besteht, selbst lösbar sind. Man kann vielmehr zur Benetzung der Elektrodenoberfläche andere lösliche Verbindungen verwenden, welche beim Erhitzen im Vakuum die gewünschten Stoffe liefern. Wenn man beispielsweise die Oxyde der Erdalkalimetalle erhalten will, verwendet man vorzugsweise Nitrate, Acetate und Oxalate dieser Metalle. Die Menge des Alkalimetalls soll so bemessen bzw. das Verfahren derart geführt werden, daß nicht zuviel Alkalimetall in die Schicht aufgenommen wird. Das Alkalimetall, welches auf die Halogenide zur Einwirkung gebracht wird, braucht im übrigen nicht das Kation dieser Halogenide zu sein. Man kanu vielmehr vorzugsweise ein anderes Alkalimetall verwenden. So ergeben sich beispielsweise gute Schichten, wenn man Cäsiumdampf auf Lithiumfluorid einwirken läßt. Man hat sich den Aufbau solcher Schichten vermutlich so vorzustellen, daß die Atome des Metalldanipfes im Reaktionsgleichgewicht einen Teil der Schichtmoleküle reduziert haben. Vielleicht ist die durch eine solche Art des Einbaues hervorgerufene Gitterstörung an der Erzielung der hohenSekundärelektronenausbeute maßgeblich beteiligt.

Die in der beschriebenen Weise hergestellten Schichten zeichnen sich auch bei lang andauernder höherer Belastung durch eine hohe Sekundäremissionsfähigkeit aus. Bei der Verwendung von Fluoriden der Erdalkalimetalle als Grundschichtmaterial erhält man z. B. Schichten, die noch bei Temperaturen von yoo° C eine hohe Sekundärelektronenausbeute aufweisen. Ein weiterer Vorzug dieser Schichten, besonders derjenigen mit Erdalkalioxyden und Erdalkalifluoriden als Grundstoff, ist der, daß man sie auch in gittergesteuerten Verstärkerröhren mit hochaktiven Oxydkathoden verwenden kann, weil sie nicht durch teilweises Verdampfen des Alkalimetalls die Aktivität der Oxydkathode beeinträchtigen.

Bei der Behandlung der Prallelektroden nach dem im vorstehenden beschriebenen Verfahren wird im übrigen auch erreicht, daß die Schichten unabhängig von der Stromdichte des Sekundärstromes ihre Ausbeutezahlen behalten. Es kann derzeit nicht in vollem Maße übersehen werden, auf welche Weise das beschriebene Herstellungsverfahren diesen Unterschied im Verhalten der Schichten nach der Erfindung gegenüber den bekannten Verfahren reiner, aber sublimierter A!kali-Halogenid-Schichten hervorruft, die bekanntlich schon bei Behandlung mit Strömen geringerer Dichte einen Teil ihrer Ergiebigkeit einbüßen. Ein weiterer Vorteil, den die Schichten nach der Erfindung aufweisen, besteht darin, daß sie nach der Behandlung im Alkalidampf wieder derart atmosphärischer Litft ausgesetzt werden dürfen, ohne dadurch in ihrer Ergiebigkeit eine Einbuße zu erleiden, vorausgesetzt daß sie bei der weiteren Behandlung in der Röhre nicht wieder bis in die Nähe ihres Schmelzpunktes erhitzt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer g₀ Schicht von hoher Sekundäremissionsfähigkeit, insbesondere für Vervielfacherröhren, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine in geschmolzenem Zustande befindliche isolierende Überzugsschicht der ₈, Elektrode Alkalimetalldampf zur Einwirkung gebracht wird.

2. Verfahren zur Herstellung einer Schicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der zu „₀ überziehenden Elektrode zunächst mit einer wäßrigen oder alkoholischen Lösung eines Isolators oder schlechtleitenden Stoffes benetzt, die Elektrode erhitzt und der Dampf eines Alkalimetalls auf die Schicht zur Einwirkung gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von Alkalihalogeniden für die Herstellung der Grundschicht.

4. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von Erdalkalioxyden als Schichtmaterial.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Be- ₁₀_ netzen der Elektrode verwendete Lösung Stoffe enthält, aus denen sich bei der Erhitzung Erdalkalioxyde ausscheiden.

Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

deutsche Patentschrift Nr. 617 353;

französische Patentschrift .. - 810432;

britische Patentschrift - 460 356;

Physical Review, Bd. 50, 1936, S. 48.