[发明专利]光电阴极

说明书

本申请是申请日为2008年11月7日、申请号为200880129779.X、发明名称为光电阴极的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及根据光的入射而射出光电子的光电阴极。

背景技术

作为以往的光电阴极已知有通过如下方式构成的光电阴极：在容器的内表面蒸镀Sb，在该蒸镀层上蒸镀Bi，再从其上面开始蒸镀Sb,从而形成Sb层和Bi层，并使Cs的蒸气发生反应，从而构成光电阴极（例如，参照专利文献1）。

专利文献1：日本特开昭52-105766号公报

发明内容

光电阴极相对于入射光的灵敏度高是较理想的。为了使光电阴极的灵敏度提高，有必要提高实效的量子效率，该实效的量子效率表示射出至光电阴极外部的光电子的数量相对于入射至光电阴极的光子的数量的比例。另外，在检测微弱的光的情况下，特别要求灵敏度并且要求减少暗电流。另一方面，在半导体检查装置那样的要求动态范围广的测量的领域中，也要求线性度。专利文献1中，公开了使用Sb和Bi的光电阴极。但是，对于光电阴极，希望进一步提高量子效率，同时，也希望减少暗电流、或线性度的提高等各种特性的提高。另外，在特别要求高线性度的极低温测量的情况下，以往，在入射面板和光电阴极之间形成金属薄膜和网状电极来提高光电阴极的导电性，但是会导致透过率降低或光电面面积减少，使实效的量子效率下降。

本发明的目的在于提供一种能够使各种特性提高的光电阴极。

本发明所涉及的光电阴极具备光电子射出层，该光电子射出层含有Sb和Bi，其根据光的入射而向外部射出光电子，在光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为32mol%以下的Bi。

该光电阴极能够使低温时的线性度飞跃性地提高。

另外，在本发明所涉及的光电阴极中，优选为光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为29mol%以下的Bi。由此，能够确保与多碱光电阴极(Multi-alkali Photo-cathode)同等的灵敏度，能够确保半导体检查装置那样的要求动态范围广的测量的领域中所要求的量子效率。

另外，本发明所涉及的光电阴极中，优选为光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为16.7mol%以下的Bi。由此，与在氧化锰基底层上设置有Sb层的现有制品相比，能够得到更高的灵敏度，特别地，能够提高在波长500～600nm下的灵敏度，即，绿色灵敏度～红色灵敏度。

另外，本发明所涉及的光电阴极中，优选为光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为6.9mol%以下的Bi。由此，能够得到量子效率35%以上的高灵敏度。

另外，本发明所涉及的光电阴极中，优选为光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为0.4mol%以上的Bi。由此，能够切实地减少暗电流。

另外，本发明所涉及的光电阴极中，优选为光电子射出层中含有相对于Sb以及Bi为8.8mol%以上的Bi。由此，能够稳定地得到与多碱光电阴极的线性度的上限值同等的线性度。

另外，本发明所涉及的光电阴极中，优选为-100℃下的线性度比25℃下的线性度的0.1倍更高。另外，优选为波长320～440nm中的峰值处显示出20%以上的量子效率，优选为波长300～430nm中的峰值处显示出35%以上的量子效率。

另外，本发明所涉及的光电阴极中，优选为在光电子射出层的光的入射侧还具备由HfO₂形成的中间层。

另外，本发明所涉及的光电阴极中，优选为在光电子射出层的光的入射侧还具备由MgO形成的基底层。

另外，本发明所涉及的光电阴极中，光电子射出层优选为通过在SbBi的合金薄膜上使钾金属蒸气和铯金属蒸气（铷金属蒸气）反应而形成。

根据本发明，能够提高各种特性。

附图说明

图1为表示将本实施方式所涉及的光电阴极作为透过型而适用的光电倍增管的截面结构的图。

图2为表示将本实施方式所涉及的光电阴极的结构的一部分放大表示的截面图。

图3为用于说明通过使Sb中含有Bi而能够减少暗电流的思想的概念图。

图4为表示实施例和比较例的分光灵敏度特性的图表。

图5为表示实施例和比较例的分光灵敏度特性的图表。