Lichtelektrische Kathoden

  • W. Espe
  • M. Knoll

Zusammenfassung

Der durch Bestrahlung mit Licht ausgelöste Elektronenstrom1 ist (für konstante Wellenlänge oder konstantes Wellenlängengemisch) der auffallenden Lichtintensität direkt proportional. Eine Abhängigkeit des Photostromes von der Kathodentemperatur wird erst bei größeren Temperaturdifferenzen (> 100°C) merkbar2. Der Photostrom setzt je nach der Austrittsarbeit φ des Schichtmaterials bei einer bestimmten Wellenlänge, der sog. langwelligen Grenze λmax des lichtelektrischen Effektes ein:
$${\lambda _{\max }} = \frac{{12350}}{{\varphi Volt}}\left( {\mathop A\limits^ \circ } \right)$$
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Referenzen

  1. 1.
    Der zwischen Photokathode und Anode bei einer bestimmten Belichtung und Temperatur fließende Strom setzt sich zusammen aus a) dem von der Leitfähigkeit des Glases oder von Brücken verdampften Metalls herrührenden Leitungsstrom („Isolationsstrom“), b) dem mit steigender Temperatur zunehmenden thermischen Elektronenstrom und c) dem durch die Bestrahlung mit Licht ausgelösten Elektronenstrom („lichtelektrischer Strom“). a) und b) werden häufig unter dem Namen „Dunkelstrom“ zusammengefaßt. Die Trennung von a) und b) kann durch Umpolen der Stromquelle bzw. (bei hohem Isolationsstrom) durch Wechselstrommessung mit Kompensation der Gleichstromkomponente erfolgen. Die Ergebnisse sind jedoch nicht immer eindeutig, da häufig die Anode ebenfalls mit Alkali aktiviert ist und dann auch bei Umpolung ein thermischer Elektronenstrom fließt. Wegen der starken Zunahme des thermischen Elektronenstromes mit der Temperatur gelingt bei höheren Temperaturen (> 50° C) die Trennung erheblich leichter. Zellen mit überwiegendem Isolationsstrom zeigen eine geradlinige, Zellen mit überwiegend thermischem Elektronenstrom eine u3/2-Kennlinie, die je nach der Schichtzusammensetzung eine mehr oder weniger ausgeprägte Sättigung besitzt. Bei guten Photozellen bleibt der Dunkelstrom bei Zimmertemperatur unter 10-9 A.Google Scholar
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    Die von verschiedenen Autoren angegebenen Grenzwellenlängen hängen naturgemäß (besonders bei Schichtkathoden, deren spektrale Empfindlichkeitskurven sich asymptotisch an die Abszisse anschließen, vgl. z. B. Abb. 312) stark von der Empfindlichkeit der Meßanordnung ab; R. Schulze 1 definiert z. B. als langwellige Grenze diejenige Wellenlänge, bei der für eine auffallende Lichtenergie von 10 erg/sec der lichtelektrisch ausgelöste Elektronenstrom auf 1 · 10-15 A abgesunken ist.Google Scholar
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    Ungeeignet für Photozellen ist Bleiglas. Gut brauchbar ist z. B. Gundelachglas (Durchlässigkeitsgrenze 300 mμ), das bei Heizung auf 300° C noch keine Elemente ausscheidet, die den lichtelektrischen Effekt der Auflage beeinflussen (R. Schulze 1). Am besten geeignet sind Borosilikatgläser mit Durchführungen aus W oder Mo, die am Ende mit einem Stückchen Platindraht versehen sind, der zur besseren Kontaktgabe federnd gegen die Kathodenschicht gedrückt wird (vgl. Abb. 363 l). Bei diesen Glassorten ist auch, die Neigung des Cs-Dampfes zur Bildung leitender Brücken zwischen Kathode und Anode erfahrungsgemäß sehr gering. Für hoch isolierende Zellen empfiehlt sich die Einschaltung von Quarzzwischenstücken.Google Scholar
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    Fenster zum Eintritt des Lichtes in der Silberschicht erhält man durch vorhergehende Bedeckung des betreffenden Teiles mit Bienenwachs, das nach der Versilberung mit Benzin weggelöst wird.Google Scholar
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    Die Entfernung des überschüssigen Cs kann auch durch Bildung einer Legierung mit Zinn oder Blei erfolgen. Es wird zu diesem Zweck ein verzinnter Eisenring vorgesehen und das Rohr nach dem Abschmelzen auf 150° C erhitzt (vgl. Holst 2).Google Scholar
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    Die Glimmerplatte trägt auf ihrer Rückseite einen zusammenhängenden Metallfilm. Das Ikonoskop ermöglicht ohne mechanische Vorrichtungen durch Elektronenstrahlabtastung eines auf die lichtempfindliche Schicht projizierten optischen Bildes eine Transformierung der Lichtintensität auf den einzelnen punktförmigen Photozellenteilen in entsprechende elektrische Stromschwankungen. Über Einzelheiten vgl. Zworykin 2, 3.Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1936

Authors and Affiliations

  • W. Espe
    • 1
  • M. Knoll
    • 2
  1. 1.Berlin-SiemensstadtDeutschland
  2. 2.Techn. Hochschule BerlinDeutschland

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