專利名稱：用于使用電子倍增的真空管的電子倍增結(jié)構(gòu)以及具有該電子倍增結(jié)構(gòu)的使用電子倍增的 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用電子倍增的真空管的電子倍增結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明還涉及具有該電子倍增結(jié)構(gòu)的使用電子倍增的真空管。
請(qǐng)注意本申請(qǐng)中使用電子倍增的真空管結(jié)構(gòu)包括一除其他之外一圖像增強(qiáng)管設(shè)備、敞面電子倍增器、通道倍增器、微通道板、以及象圖像增強(qiáng)器的封裝設(shè)備和合并元件或象分立倍增器電極的子組件的光電倍增管、使用如增益機(jī)制的二次發(fā)射現(xiàn)象的微通道板。 這樣的真空管在業(yè)界已公知。它們包括陰極，該陰極在諸如可見光或X射線的入射輻射影響之下發(fā)射所謂的光電子，這些光電子在電場的影響下向著陽極移動(dòng)。打到陽極的電子構(gòu)成了信息信號(hào)，該信號(hào)由合適的處理裝置做進(jìn)一步處理。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代圖像增強(qiáng)管中，電子倍增結(jié)構(gòu)，主要是微通道板或MCP，位于陰極和陽極之間以增加圖形強(qiáng)化。在電子倍增結(jié)構(gòu)構(gòu)建為通道板的情況下，該通道板包括一疊中空管，即延伸于輸入面和輸出面之間的中空玻璃纖維。在通道板的輸入面和輸出面之間施加(電壓) 勢差，使得在輸入面進(jìn)入通道的電子朝著輸出面的方向移動(dòng)，在該位移中，次級(jí)發(fā)射效應(yīng)增加了電子的數(shù)目。從通道板的輸出面離開后，這些電子(初級(jí)電子和次級(jí)電子)朝著陽極的方向以通常的方式得到加速。
就結(jié)構(gòu)尺寸、使用高電壓電位用于向陽極引導(dǎo)初級(jí)和次級(jí)電子的功耗以及圖像質(zhì)量而言，使用微通道板具有一些缺點(diǎn)。
諸如US 2005/0104527 Al公開結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有電子倍增結(jié)構(gòu)使用包含用于次級(jí)電子發(fā)射的金剛石的層，其中 該金剛石包含層向探測窗發(fā)射電子進(jìn)入真空。用于次級(jí)電子發(fā)射的這樣的金剛石包含層具有相對(duì)低的次級(jí)發(fā)射率，該次級(jí)發(fā)射率是每個(gè)入射粒子發(fā)射的次級(jí)電子的數(shù)量。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型電子倍增原理，其具有就結(jié)構(gòu)尺寸而言提高的性能、更簡單的結(jié)構(gòu)、電源裝置顯著更低魯棒的結(jié)構(gòu)、對(duì)磁場更低的敏感性、以及改進(jìn)的S/N 特性。
本發(fā)明的另一具體目的是提供一種具有增加的次級(jí)發(fā)射率的新型電子倍增原理。
根據(jù)本發(fā)明，提出了使用電子倍增的用于真空管的電子倍增結(jié)構(gòu)。該電子倍增結(jié)構(gòu)包括旨在取向?yàn)榕c真空管的進(jìn)入窗成面向關(guān)系的輸入面。其還包括旨在取向?yàn)榕c真空管的探測面成面向關(guān)系的輸出面。該電子倍增結(jié)構(gòu)至少由與真空管探測面鄰近的半導(dǎo)體材料層組成。
當(dāng)由半導(dǎo)體材料層組成的這樣的電子倍增結(jié)構(gòu)與有足夠能量的粒子(例如電子或其他諸如離子的粒子)碰撞時(shí)，該粒子將形成電子空穴對(duì)，以致于該半導(dǎo)體材料層在等于電子空穴對(duì)的壽命的時(shí)間中變成局部導(dǎo)電。
通過這個(gè)機(jī)制，在該導(dǎo)電期間內(nèi)通過半導(dǎo)體材料層“輸運(yùn)”電子是可能的。該“電子導(dǎo)電增益”等于每個(gè)入射帶電粒子通過材料層可輸運(yùn)電子的數(shù)目。半導(dǎo)體材料層上的每個(gè)感應(yīng)粒子可形成允許通過半導(dǎo)體層的許多電子的輸運(yùn)的電子空穴對(duì)?？蓪?shí)現(xiàn)強(qiáng)大的增益，并且象傳統(tǒng)晶體管一樣，該感應(yīng)粒子可與晶體管的漏極電流比擬，由此從集電極流到發(fā)射極的電流被漏極的電流放大。半導(dǎo)體層上的單個(gè)感應(yīng)粒子在本發(fā)明最簡單的實(shí)施例中激發(fā)若干個(gè)電子通過半導(dǎo)體層的輸運(yùn)。對(duì)于每個(gè)入射粒子，從半導(dǎo)體層發(fā)射大量次級(jí)電子，因此可實(shí)現(xiàn)高的次級(jí)發(fā)射率。
優(yōu)選地，該半導(dǎo)體材料層具有至少2eV的帶隙，其中在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體材料層包括至少一個(gè)化學(xué)元素周期表中的II1-V族或I1-VI族化合物。合適的化合物為氮化鋁、氮化鎵或氮化硼。碳化硅也是合適的化合物以用于根據(jù)本發(fā)明的電子倍增結(jié)構(gòu)。
在又一個(gè)有利的實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體材料層是金剛石狀材料層，該金剛石狀材料層可實(shí)現(xiàn)為單晶金剛石膜、多晶金剛石膜、納米金剛石膜，或納米顆粒金剛石、金剛石狀碳或石墨烯的涂層。
當(dāng)半導(dǎo)體材料層現(xiàn)正與具有足夠能量的初級(jí)帶電粒子碰撞以形成一個(gè)或多個(gè)電子空穴對(duì)時(shí)，該材料變成在等于載流子壽命時(shí)間的期間內(nèi)導(dǎo)電。結(jié)果在電極之間電流將流過。當(dāng)材料選擇正確時(shí)，導(dǎo)電電流將比帶電粒子的碰撞初級(jí)電流大很多。該“電子導(dǎo)電增益”等于每個(gè)入射帶電粒子通過半導(dǎo)體材料層輸運(yùn)的電子的數(shù)目。
為了從該效應(yīng)中獲益，電子倍增結(jié)構(gòu)包括用 于產(chǎn)生越過該半導(dǎo)體材料層的電場的電場產(chǎn)生裝置。當(dāng)沒有碰撞帶電粒子時(shí)，該施加的電壓將僅產(chǎn)生很小的漏電流。
但是，對(duì)于每一個(gè)入射粒子，通過半導(dǎo)體材料層輸運(yùn)若干個(gè)電子，這甚至可導(dǎo)致每個(gè)入射粒子的數(shù)百個(gè)電子的增益。越過半導(dǎo)體材料層施加的電場將進(jìn)一步增強(qiáng)該半導(dǎo)體層晶體管狀的功能。更強(qiáng)的電場可導(dǎo)致更高的增益。
當(dāng)越過半導(dǎo)體材料層以及探測面施加電場時(shí)，仍可從該效應(yīng)中受益。在這樣的實(shí)施例中，存在電子到探測面中的增強(qiáng)輸運(yùn)。
在第一實(shí)施例中，半導(dǎo)體材料層具備分布于電子倍增結(jié)構(gòu)輸入面的電極樣式，其中該電極樣式彼此相鄰分布。
又一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)電極具備在相應(yīng)電極腿之間延伸的至少兩個(gè)電極腿。
在又一個(gè)實(shí)施例中，所述電極樣式分布于電子倍增結(jié)構(gòu)的輸入面和輸出面上。
在改進(jìn)實(shí)施例中，該電子倍增結(jié)構(gòu)包括有機(jī)發(fā)光二極管層，在該有機(jī)發(fā)光二極管層之上分布材料層。有機(jī)發(fā)光二極管層的功能作為一個(gè)非常高效率的光發(fā)射器，進(jìn)一步限制設(shè)備的功耗。
在再一個(gè)實(shí)施例中該電子倍增結(jié)構(gòu)包括陽極層，在該陽極層上分布有機(jī)發(fā)光二極管層，這樣可實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明設(shè)備的簡單生產(chǎn)。該構(gòu)架不僅提供結(jié)構(gòu)尺寸的進(jìn)一步削減，而且簡化了適合于大規(guī)模生產(chǎn)的生產(chǎn)工藝步驟。
在一個(gè)實(shí)施例中，該陽極層可構(gòu)造為銦-錫-氧化物層。
優(yōu)選地，在半導(dǎo)體材料層和有機(jī)發(fā)光二極管層之間分布金屬像素結(jié)構(gòu)，其金屬像素結(jié)構(gòu)的像素尺寸為Ixl μ m到20x20 μ m。
為了提高電子倍增結(jié)構(gòu)的MTF特性，金屬像素結(jié)構(gòu)的像素間隙用具有光不透特性的填充材料來填充。
此外,半導(dǎo)體材料層具有50nm和100 μ m之間的厚度。
為了進(jìn)一步減少真空管的結(jié)構(gòu)尺寸，在優(yōu)選實(shí)施例中，電子倍增結(jié)構(gòu)安裝在真空管的探測面上。


將在以下參考附圖中更詳細(xì)描述本發(fā)明，這些附圖是圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)具有電子倍增結(jié)構(gòu)的真空管；圖2是根據(jù)本發(fā)明具有電子倍增結(jié)構(gòu)的使用電子倍增的真空管的第一實(shí)施例；圖3a-3c是圖2真空管的更詳細(xì)實(shí)施例；圖4是根據(jù)本發(fā)明具有電子倍增結(jié)構(gòu)的使用電子倍增的真空管的另一實(shí)施例；圖5是圖4真空管的更詳細(xì)實(shí)施例；圖6示出描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明具有電子倍增結(jié)構(gòu)的真空管的MTF特性的示意圖；為了下面具體實(shí)施方式
的清楚，所有類似的部件以相同的參考標(biāo)號(hào)標(biāo)注。
具體實(shí)施方式
圖1以橫斷面原理性地示出諸如圖像增強(qiáng)器的真空管的示例。該圖像增強(qiáng)管包括具有入口或陰極窗2 (entrance or cathode window)以及探測或陽極窗3 (detection or anode window)的管狀外殼I (tubular housing)。該外殼可如同陰極窗和陽極窗一樣由玻璃制成。而探測窗3 (detection window)還常為光纖板或構(gòu)造為閃爍屏或閃爍屏或像素化的元素?cái)?shù)組(諸如半導(dǎo)體有源像素陣列)。如果陰極和可能是陽極在外殼中例如通過使用分離的載流子以絕緣的方式布置，該外殼也可由金屬制成。
如果該圖像增強(qiáng)器設(shè)計(jì)用于接收X射線，陰極窗可由薄金屬制成。但陽極窗可為透光的。陰極4 (cathode)還可在通道板6 (channel plate)的輸入面7 (input face) 上直接提供。所有這些變量本身已公知，所以沒有更詳細(xì)示出。
在顯示的示例中，實(shí)際陰極4在入口窗2的內(nèi)側(cè)并在入射光或X射線(在圖1 一 5 中標(biāo)以“h. V”)的影響下發(fā)射電子。該發(fā)射的電子在電場(圖未示)的影響下向著分布在探測窗3內(nèi)側(cè)的陽極5 (anode)的方向以公知的方式推進(jìn)。
本實(shí)施例中構(gòu)造為延伸大約平行于陰極4和陽極5的微通道板6(micro channel plate) (MCP)的電子倍增結(jié)構(gòu)位于陰極和陽極之間?？删哂腥?_12 μ m直徑的大量管狀通道延伸于面向入口窗2 (陰極4)的通道板的輸入面7和面向探測面3 (陽極5)通道板的輸出面 8 (output face)之間。
如在已知圖像增強(qiáng)器導(dǎo)言部分所述，使用微通道板和附加的熒光層實(shí)現(xiàn)電子增益。次級(jí)發(fā)射效應(yīng)增加了電子數(shù)目，并且使用施加于通道板輸入面和輸出面之間的附加電壓勢差在微通道板內(nèi)加速初級(jí)電子和次級(jí)電子。在輸出面離開通道板后，這些電子(初級(jí)電子和次級(jí)電子)向著陽極/熒光層加速，在陽極/熒光層，電子電流轉(zhuǎn)換成光子圖像信號(hào)以進(jìn)一步處理。
如上述規(guī)定，使用微通道板引起關(guān)于圖像質(zhì)量、生產(chǎn)復(fù)雜性以及額外需求電子的諸多缺點(diǎn)，諸如用于越過通道板的輸入面和輸出面施加高電壓勢差的裝置，以導(dǎo)致電子的有效加速，并因此通過使用微通道板材料中的發(fā)射效應(yīng)增加次級(jí)電子的產(chǎn)生。
在已知增強(qiáng)真空管設(shè)備中，增益以三個(gè)分離的階段獲得。首先，有沖擊光子在光陰極層2產(chǎn)生初級(jí)電子的機(jī)制。這些自由電子向著發(fā)生二次倍增現(xiàn)象的微通道板6加速來自于光陰極的初級(jí)電子沖擊微通道板材料并產(chǎn)生次級(jí)電子。初級(jí)和次級(jí)電子向著陽極3加速，該陽極3具有熒光層，其中電子電流轉(zhuǎn)換為光子信號(hào)，讀取該光信號(hào)用于進(jìn)一步處理。
根據(jù)本發(fā)明，提出了一種新型電子倍增原理，其具有一當(dāng)合并到設(shè)備中一就尺寸而言非常緊湊的結(jié)構(gòu)，就施加的電壓勢差而言需要更少復(fù)雜電子的改進(jìn)的S/N率，以及其適合于在非常潔凈的工業(yè)潔凈室處理步驟下的大規(guī)模生產(chǎn)。
圖2中公開了這樣的電子倍增結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。
圖2中用參考數(shù)字70表示了該新型電子倍增結(jié)構(gòu)，并且根據(jù)本發(fā)明該電子倍增結(jié)構(gòu)70 (electron multiplying structure)至少由實(shí)現(xiàn)為薄單晶或多晶金剛石膜或鄰近的納米金剛石粒子涂層并直接貼在探測窗的半導(dǎo)體材料層71 (sem1-conductor layer)組成。該半導(dǎo)體層71以這樣的方式貼在探測窗3上以致于能從半導(dǎo)體層71向探測窗3輸運(yùn)電子。通過倍增結(jié)構(gòu)70上的沖擊粒子，如電子， 從半導(dǎo)體層71向上直到探測窗3形成電子空穴對(duì)。從這些電子空穴對(duì)，許多電子，甚至于到成百個(gè)，通過半導(dǎo)體層71輸運(yùn)到探測窗3。 這樣在現(xiàn)有技術(shù)的電子倍增結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)更高的二次電子產(chǎn)率。
更具體地，該電子倍增結(jié)構(gòu)由具有至少2eV帶隙的材料層組成。
在根據(jù)本發(fā)明的電子倍增結(jié)構(gòu)70中，新增益機(jī)制發(fā)生在半導(dǎo)體材料層。由于單個(gè)光子沖擊陰極而在光陰極形成的單個(gè)電子空穴對(duì)可導(dǎo)致數(shù)百個(gè)次級(jí)電子的產(chǎn)生，特別當(dāng)半導(dǎo)體材料中的電子空穴對(duì)的再結(jié)合壽命與常規(guī)多通道板中例如硅相比非常長時(shí)。
在圖3a_3c中多個(gè)實(shí)施例公開了根據(jù)本發(fā)明的新型電子倍增原理。在這些圖中， 參考數(shù)字71表示可實(shí)現(xiàn)為薄單晶或多晶金剛石膜或納米金剛石粒子涂層的半導(dǎo)體材料層 71。
在圖3a的實(shí)施例中，兩個(gè)線狀電極76-78 (electrodes)連接到適合的電壓源75 (voltage supply)。該線狀電極76_78可容納在半導(dǎo)體材料層71的一個(gè)面上。如在圖2實(shí)施例中，由于光子沖擊到結(jié)構(gòu)70所形成的電子空穴對(duì)在半導(dǎo)體材料層71中產(chǎn)生了新增益機(jī)制。所形成的電子空穴對(duì)將使得半導(dǎo)體材料71在等于所形成的載流子壽命的時(shí)間內(nèi)局部導(dǎo)電。在這個(gè)導(dǎo)電期間，在兩個(gè)電極76-78之間通過半導(dǎo)體材料71輸運(yùn)電子是可能的。
根據(jù)該新型電子倍增原理，該電子導(dǎo)電增益等于每個(gè)入射粒子可通過半導(dǎo)體材料輸運(yùn)的電子的數(shù)目。至此，在半導(dǎo)體材料層71上如參考數(shù)字76和78所示安裝了導(dǎo)電電極。
當(dāng)沒有沖擊粒子進(jìn)入電子倍增結(jié)構(gòu)70的輸入面，通過電壓源75施加的電壓將在兩個(gè)電極76-78之間僅產(chǎn)生很小的漏電流。
如果具有充足能量以形成一個(gè)或多個(gè)電子空穴對(duì)的初級(jí)粒子碰撞兩個(gè)電極76-78 之間的半導(dǎo)體材料，該半導(dǎo)體材料71在等于所形成的載流子壽命的期間變成可導(dǎo)電的。電流將在電極76-78之間流動(dòng)，并且取決于選擇的正確材料，該導(dǎo)電電流可大大高于碰撞初級(jí)粒子。該電子導(dǎo)電增益等于電極76-78之間通過該材料輸運(yùn)的電子數(shù)目，并且其還依賴于兩個(gè)電極之間的距離。
—種合適的半導(dǎo)體材料71看來是金剛石，其可用于不同的實(shí)施方式，諸如單晶、 多晶、納米粒子金剛石、金剛石狀碳、或石墨烯的涂層形式的納米晶。還可使用象氮化鋁、氮化鎵或氮化硼的其他II1-V族或I1-1V晶體結(jié)構(gòu)。
在圖3a和3b中公開了操作為導(dǎo)電增益放大器的電子倍增結(jié)構(gòu)70的兩個(gè)實(shí)施例， 展示了所謂的兩維結(jié)構(gòu)。在圖3a和3b的實(shí)施例中，電極76-78位于半導(dǎo)體材料層71的同一面上。
在圖3a中，兩個(gè)線狀或方塊狀電極76-78在兩個(gè)電極之間的區(qū)域分布在彼此旁邊。在圖3b中公布了合并更高靈敏面積的改進(jìn)實(shí)施例，該圖中電極76-78為所謂交織在一起的電極，其中每個(gè)電極76-78分別具有多個(gè)腿76a-76b-76c和78a_78b，它們交織在一起。
圖3c中公開了一個(gè)改進(jìn)實(shí)施例，其中公開了所謂三維電子倍增結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施例中，電子電流通過半導(dǎo)體層從陰極面(電極76位于其上)向電極78位于其上的陽極面?zhèn)鲗?dǎo)。在該實(shí)施例中，對(duì)于正確的操作，半導(dǎo)體層71的厚度是重要的，其厚度典型為50nm和 100 μ m之間。
雖然在圖3c中，電子倍增結(jié)構(gòu)70陰極面之上的電極76構(gòu)造為薄板狀電極，其他配置諸如砂或薄金屬層、薄半導(dǎo)體層或?yàn)榱俗柚箤?duì)沖擊電子倍增結(jié)構(gòu)70的輸入面的初級(jí)粒子的任何阻礙而向半導(dǎo)體材料71中施加的摻雜。
陽極電極78接收通過半導(dǎo)體材料71的電子增益電流并流出設(shè)備外用于進(jìn)一步處理。
還在這個(gè)實(shí)施例中，陽極電極78可制造為導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料的連續(xù)層，或形狀為砂或像素大小層或具有負(fù)電子親和力，從半導(dǎo)體材料71回向真空環(huán)境內(nèi)再發(fā)射電子。為了實(shí)現(xiàn)后者的實(shí)施例，陽極層78可由堿金屬組成，優(yōu)選地包含銫。
圖4中公開了電子倍增結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)為真空管的另一個(gè)實(shí)施例。
圖4中用參考數(shù)字70顯示了該新型電子倍增應(yīng)用結(jié)構(gòu)，并根據(jù)本發(fā)明該電子倍增結(jié)構(gòu)70至少由半導(dǎo)體材料層71組成，該半導(dǎo)體材料層可實(shí)現(xiàn)為單晶或多晶金剛石膜。
此外，該電子倍增結(jié)構(gòu)70包括有機(jī)發(fā)光二極管層72，在該有機(jī)發(fā)光二極管層72上分布半導(dǎo)體材料層。該有機(jī)發(fā)光二極管層72將離開半導(dǎo)體層71的對(duì)應(yīng)于放大電子電流的電信號(hào)變換為可見光。該可見光信號(hào)通過有機(jī)發(fā)光設(shè)備層72向陽極5傳遞。
當(dāng)半導(dǎo)體材料層71和有機(jī)發(fā)光二極管層72安裝到真空管的陽極3時(shí)，由此可獲得就生產(chǎn)工藝步驟而言具有有限結(jié)構(gòu)尺寸以及導(dǎo)致更簡單構(gòu)造的簡化結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，該陽極層3可構(gòu)造為銦一錫一氧化物層。
如圖5中所清楚描述，電子倍增機(jī)構(gòu)70包括電場產(chǎn)生裝置75-76-77 (electric field generating means)以用于在電子倍增結(jié)構(gòu)70的輸入面和輸出面之間產(chǎn)生電場。
在半導(dǎo)體材料層71上分布小傳輸電極76 (small transmission electrodes)的一個(gè)樣式，該小傳輸電極76的樣式與電壓勢源75節(jié)點(diǎn)連接，而陽極3與該電壓勢源75的其他節(jié)點(diǎn)連接。在半導(dǎo)體層71和有機(jī)發(fā)光二極管層72之間分布一金屬像素結(jié)構(gòu)77 (metal pixel structure),其與孔結(jié)構(gòu)樣式的小傳輸電極76 —致,該小傳輸電極76分布在電子倍增結(jié)構(gòu)/半導(dǎo)體材料層71的輸入面上。為了不會(huì)反向影響MTF，該金屬像素結(jié)構(gòu)77的像素大小應(yīng)盡可能小。優(yōu)選地,該像素大小是2x2微米。像素77之間的間隙78 (gap)應(yīng)使用不透間隙填充物填充以避免從有機(jī)發(fā)光二極管層72向光陰極2的光反饋。
使用電壓勢源75 (voltage potential supply)施加在傳輸電極76和陽極3之間的電壓用作增益控制機(jī)制。與使用于傳統(tǒng)真空管中的高勢電壓源相反，該電壓勢源75是一個(gè)有限結(jié)構(gòu)并且能僅提供中等電壓勢(500-2000伏)和/或地電壓勢(10-100伏)。這不會(huì)反向影響半導(dǎo)體材料層中的電子增益機(jī)制，而進(jìn)一步減少了設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸和其價(jià)格。當(dāng) GaAs用作光陰極材料時(shí)，可獲得改進(jìn)的S/N比率，其可與公知的EBCMOS設(shè)備相比擬。
根據(jù)本發(fā)明使用電子倍增結(jié)構(gòu)使得真空管結(jié)構(gòu)具有很小的外殼以及幾個(gè)毫伏的很低功耗。
由于沒有如業(yè)界設(shè)備中的普通微通道板，根據(jù)本發(fā)明的電子倍增結(jié)構(gòu)70具有如圖6所示的有效改進(jìn)MTF。
清楚的是，通過該新型電子倍增結(jié)構(gòu)可獲得改進(jìn)增益原理，其可實(shí)現(xiàn)為諸如電子轟擊CMOS發(fā)射器、光電倍增管等。
權(quán)利要求
1.用于使用電子倍增的真空管的電子倍增結(jié)構(gòu)(70)，所述電子倍增結(jié)構(gòu)(70)包括旨在取向?yàn)榕c真空管的進(jìn)入窗成面向關(guān)系的輸入面，旨在取向?yàn)榕c真空管的探測面成面向關(guān)系的輸出面，其中所述電子倍增結(jié)構(gòu)至少包括半導(dǎo)體材料層，其特征在于，所述半導(dǎo)體層鄰近于真空管的所述探測面。
2.如權(quán)利要求1所述的電子倍增結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導(dǎo)體材料層具有至少2eV的帶隙。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電子倍增結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導(dǎo)體材料層包括至少一個(gè)取自于化學(xué)元素周期表II1-V族或I1-VI族的化合物。
4.如權(quán)利要求1或2所述的電子倍增結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導(dǎo)體材料層包括金剛石狀材料層、單晶金剛石膜、多晶金剛石膜和納米金剛石膜組中的任意一種。
5.如權(quán)利要求4所述的電子倍增結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金剛石狀材料層實(shí)現(xiàn)為納米粒子金剛石、金剛石狀碳或石墨烯的涂層。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電子倍增結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電子倍增結(jié)構(gòu)包括電致發(fā)光材料，在所述電致發(fā)光材料上分布有所述半導(dǎo)體材料層。
7.如權(quán)利要求6所述的電子倍增結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電致發(fā)光結(jié)構(gòu)為有機(jī)發(fā)光層。
8.如權(quán)利要求6或7所述的電子倍增結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電子倍增結(jié)構(gòu)包括陽極層，在所述陽極層上分布有所述有機(jī)發(fā)光層。
9.如權(quán)利要求8所述的電子倍增結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述陽極層構(gòu)造為銦-錫-氧化物層。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電子倍增結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電子倍增結(jié)構(gòu)包括電場產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生越過所述半導(dǎo)體材料層的電場。
11.如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的電子倍增結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電子倍增結(jié)構(gòu)包括電場產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生越過所述半導(dǎo)體材料層和探測面的電場。
12.如權(quán)利要求10或11所述的電子倍增結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導(dǎo)體材料層具有分布于所述電子倍增結(jié)構(gòu)的輸入面上的電極樣式。
13.如權(quán)利要求10至12任一項(xiàng)所述的電子倍增結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述半導(dǎo)體材料層和所述有機(jī)發(fā)光層之間分布有金屬像素結(jié)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求8所述的電子倍增結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬像素結(jié)構(gòu)的像素之間用具有光不透特性填充材料填充。
15.一種用作電子倍增器的真空管，其特征在于，至少具有根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電子倍增結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于使用電子倍增的真空管中的電子倍增結(jié)構(gòu)以及具有該電子倍增結(jié)構(gòu)的使用電子倍增的真空管。根據(jù)本發(fā)明，提出了用于使用電子倍增的真空管的電子倍增結(jié)構(gòu)，所述電子倍增結(jié)構(gòu)包括旨在取向?yàn)榕c真空管的進(jìn)入窗成面向關(guān)系的輸入面，旨在取向?yàn)榕c真空管的探測面成面向關(guān)系的輸出面，其中所述電子倍增結(jié)構(gòu)至少包括鄰近于探測窗的半導(dǎo)體材料層。
文檔編號(hào)H01J31/50GK103026449SQ201180026584
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者格特·努特則, 帕斯卡爾·拉烏特, 理查德·杰克曼 申請(qǐng)人:福托尼斯法國公司