(57)【要約】【解決手段】本発明は、電子増倍を使用する真空管で使用される電子増倍構造およびそのような電子増倍構造を備える電子増倍を使用する真空管に関する。本発明によると、電子増倍を使用する真空管で使用される電子増倍構造が提案される。電子増倍構造は、真空管の入口窓と対向関係になるよう方向付けられることが意図されている入力面と、真空管の検出面と対向関係になるよう方向付けられることが意図されている出力面と、を備える。電子増倍構造は少なくとも、検出窓に隣接する半導体材料層を有する。【選択図】図２
2013530499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子増倍を使用する真空管における電子増倍構造（７０）であって、
前記真空管の入口窓と対向関係になるよう方向付けられることが意図されている入力面と、
前記真空管の検出面と対向関係になるよう方向付けられることが意図されている出力面と、を備え、
本電子増倍構造は少なくとも半導体材料層を有し、
前記半導体材料層は前記真空管の前記検出面に隣接していることを特徴とする電子増倍構造。
【請求項２】
前記半導体材料層のバンドギャップは少なくとも２ｅＶである、請求項１に記載の電子増倍構造。
【請求項３】
前記半導体材料層は、元素の周期表のＩＩＩ−Ｖ族またはＩＩ−ＶＩ族から選択された少なくともひとつの化合物を含む、請求項１または２に記載の電子増倍構造。
【請求項４】
前記半導体材料層は、ダイヤモンド状材料層、単一の単結晶ダイヤモンド膜、多結晶ダイヤモンド膜およびナノ結晶ダイヤモンド膜からなるグループのうちの任意のひとつを含む、請求項１または２に記載の電子増倍構造。
【請求項５】
前記ダイヤモンド状材料層は、ナノ粒子状ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボンまたはグラフェンのコーティングとして付与される、請求項４に記載の電子増倍構造。
【請求項６】
エレクトロルミネセンス材料をさらに備え、
前記半導体材料層は前記エレクトロルミネセンス材料上に配置される、請求項１から５のいずれかに記載の電子増倍構造。
【請求項７】
前記エレクトロルミネセンス構造は有機光放出層である、請求項６に記載の電子増倍構造。
【請求項８】
アノード層をさらに備え、
前記有機光放出層は前記アノード層上に配置される、請求項６または７に記載の電子増倍構造。
【請求項９】
前記アノード層はインジウム−スズ−酸化物層として構成される、請求項８に記載の電子増倍構造。
【請求項１０】
前記半導体材料層に亘って電場を生成する電場生成手段をさらに備える、請求項１から９のいずれかに記載の電子増倍構造。
【請求項１１】
前記半導体材料層および前記検出面の両方に亘って電場を生成する電場生成手段をさらに備える、請求項１から９のいずれかに記載の電子増倍構造。
【請求項１２】
前記半導体材料層は、本電子増倍構造の前記入力面上に設けられた電極パターンを備える、請求項１０または１１に記載の電子増倍構造。
【請求項１３】
前記半導体材料層と前記有機光放出層との間に金属ピクセル構造が設けられる、請求項１０から１２のいずれかに記載の電子増倍構造。
【請求項１４】
前記金属ピクセル構造のピクセル間の隙間は、不透明な光特性を有するフィラー材料で満たされている、請求項１３に記載の電子増倍構造。
【請求項１５】
少なくとも請求項１から１４のいずれかに記載の電子増倍構造を有する、電子増倍器として使用される真空管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子増倍を使用する真空管で使用される電子増倍構造に関する。
【０００２】
本発明は、そのような電子増倍構造を備える電子増倍を使用する真空管に関する。
【背景技術】
【０００３】
本願では、電子増倍を使用する真空管構成はとりわけ、イメージ増倍管デバイスや面開放型電子増倍器やチャネルトロンやマイクロチャネルプレートを含み、また、イメージ増倍器や光電子増倍器などの密封されたデバイスを含むことに注意されたい。そのようなデバイスは個別のダイノードおよびマイクロチャネルプレートなどの要素またはサブアセンブリを組み入れている。ダイノードやマイクロチャネルプレートは二次電子放出現象をゲインのメカニズムとして使用する。そのような真空管は周知である。そのような真空管はカソードを含む。カソードは光やＸ線などの入来放射の影響の下、いわゆる光電子を放出する。放出された光電子は電場の影響の下、アノードに向けて移動する。アノードに衝突する電子は情報信号を形成し、その情報信号は適切な処理手段によってさらに処理される。
【０００４】
最近のイメージ増倍管では、大抵はマイクロチャネルプレート（略称はＭＣＰ）である電子増倍構造をカソードとアノードとの間に配置し、イメージ増倍の程度を増大させている。電子増倍構造がチャネルプレートとして構成される場合、チャネルプレートは、入力面と出力面との間に伸びる中空チューブ（例えば、中空グラスファイバ）の束を含む。チャネルプレートの入力面と出力面との間に電位差（電圧）が印加される。これにより、入力面においてチャネルに入った電子は出力面に向けて移動する。このような移動の際、二次電子放出現象によって電子の数は増える。出力面においてチャネルプレートを出た後、これらの電子（一次電子および二次電子）は通常の形態でアノードに向けて加速される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マイクロチャネルプレートを使用する場合、構造上の寸法や、一次電子および二次電子をアノードに向けて導くために高電圧を使用することによる電力消費や、イメージの質に関していくつかの不利な点がある。
【０００６】
米国特許出願公開第ＵＳ２００５／０１０４５２７Ａ１号に開示されるような従来の電子増倍構造は、二次電子放出のためにダイヤモンドを含む層を使用する。そこでは、ダイヤモンド含有層は検出窓に向けて真空中に電子を放出する。二次電子放出のためのそのようなダイヤモンド含有層は依然として比較的低い二次電子放出の発生量を有する。この発生量は、入来粒子ごとに放出される二次電子の量である。
【０００７】
本発明のひとつの目的は、構造的な寸法の観点からパフォーマンスが改善されており、またより単純な構造を有しており、またパワーサプライ手段がかなり手の込んでいない構造となり、また磁場の影響をより受けにくく、またＳ／Ｎ特性が改善された、新規な電子増倍原理を提供することである。
【０００８】
さらに、本発明のある目的は、二次電子放出の発生量を増やすことができる新規な電子増倍原理を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、電子増倍を使用する真空管で使用される電子増倍構造が提案される。電子増倍構造は、真空管の入口窓と対向関係になるよう方向付けられることが意図されている入力面を備える。電子増倍構造はさらに、真空管の検出面と対向関係になるよう方向付けられることが意図されている出力面を備える。電子増倍構造は少なくとも半導体材料層を有し、半導体材料層は真空管の検出面に隣接している。
【００１０】
半導体材料層を有するそのような電子増倍構造に十分なエネルギを有する粒子（例えば、電子またはイオンなどの他のタイプの粒子）が衝突した場合、その粒子は電子−ホール対を生成するであろう。その結果、半導体材料層は、その電子−ホール対の寿命と等しい期間、局所的に導体となる。
【００１１】
このメカニズムでは、この導通期間の間、半導体材料層を通じて電子を「輸送」することが可能となる。「電子導通ゲイン」は、入来荷電粒子ごとの、材料層を通じて輸送されうる電子の数に等しい。半導体材料層上の全ての誘導粒子は電子−ホール対を生成する。これにより、半導体層を通じて多くの電子を輸送することが可能となる。強力なゲインが得られる。そして、通常のトランジスタのように、誘導粒子はトランジスタのドレイン電流に匹敵する。これにより、コレクタからエミッタへ電流が流れ、ドレイン電流の増幅が行われる。本発明の最もシンプルな実施の形態では、半導体層上の単一の誘導粒子は、半導体層を通じた複数の電子の輸送をトリガする。これにより、入来粒子ごとに多量の二次電子が半導体層から放出される。したがって、二次電子放出の発生量を高めることができる。
【００１２】
半導体材料層のバンドギャップは少なくとも２ｅＶであることが好ましい。一方、他の好適な実施の形態では、前記半導体材料層は、元素の周期表のＩＩＩ−Ｖ族またはＩＩ−ＶＩ族から選択された少なくともひとつの化合物を含んでもよい。適切な化合物は、窒化アルミニウム、窒化ガリウムまたは窒化ホウ素である。炭化ケイ素もまた、本発明に係る電子増倍構造において使用されうる適切な化合物である。
【００１３】
さらに別の有利な実施の形態では、前記半導体材料層はダイヤモンド状材料層であり、そのダイヤモンド状材料層は、単結晶ダイヤモンド膜として、または多結晶ダイヤモンド膜として、またはナノ結晶ダイヤモンド膜として、またはナノ粒子状ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボンまたはグラフェンのコーティングとして、付与されてもよい。
【００１４】
半導体材料層に一次荷電粒子が十分なエネルギで衝突した場合、ひとつ以上の電子−ホール対が生成され、材料はキャリアの寿命と等しい期間中導体となる。その結果、電極間に電流が流れる。材料を正しく選択した場合、導通電流は荷電粒子の衝突一次電流よりもかなり大きい。「電子的導通ゲイン」は、入来荷電粒子ごとの、半導体材料層を通じて輸送されうる電子の数に等しい。
【００１５】
この効果から利益を得るため、電子増倍構造は、半導体材料層に亘って電場を生成するための電場生成手段を含む。衝突荷電粒子がない場合、印加された電圧は非常に微小な漏れ電流を生じるのみであろう。
【００１６】
しかしながら、各入来粒子によって、半導体材料層を通じて複数の電子が輸送される。これは、入来粒子当たり数百の電子といったゲインを生じさせうる。半導体材料層に印加される電場は、半導体層のトランジスタ的な機能をさらに強化するであろう。より強い電場は、より高いゲインを生む。
【００１７】
半導体材料層および検出表面に亘って電場が印加されている場合に、この効果はさらに有利となる。そのような実施の形態では、電子の検出表面への輸送が強化される。
【００１８】
第１の実施の形態では、半導体材料層は、電子増倍構造の入力面上に設けられた電極パターンを備える。電極パターンは互いに隣接して設けられる。
【００１９】
さらに他の実施の形態では、各電極は少なくとも２つの電極脚を備え、対応する電極の脚の間に延びる。
【００２０】
さらに他の実施の形態では、前記電極パターンは電子増倍構造の入力面および出力面の上に設けられる。
【００２１】
改良された実施の形態では、電子増倍構造は有機光放出ダイオード層を備え、材料層はその有機光放出ダイオード層上に設けられる。有機光放出ダイオード層は、デバイスの電力消費をさらに制限しつつ、非常に効率の良い光放出器として機能する。
【００２２】
さらなる実施の形態では、電子増倍構造はアノード層を備え、有機光放出ダイオード層はそのアノード層上に設けられる。これにより、本発明に係るデバイスをシンプルに製造することができる。この構造は、構造上の寸法のさらなる低減を提供するだけでなく、より単純化された製造プロセスステップをも提供するので、大量生産に適している。
【００２３】
ある実施の形態では、アノード層はインジウム−スズ−酸化物層として構成される。
【００２４】
半導体材料層と有機光放出ダイオード層との間に金属ピクセル構造が設けられることが好ましい。金属ピクセル構造のピクセルサイズは１ｘ１μｍから２０ｘ２０μｍである。
【００２５】
電子増倍構造のＭＴＦ特性を改善するために、金属ピクセル構造のピクセル間の隙間は、不透明な光特性を有するフィラー材料で満たされている。
【００２６】
さらに、半導体材料層は５０ｎｍと１００μｍとの間の厚さを有する。
【００２７】
好適な実施の形態では、真空管の構造的な寸法をさらに低減するために、電子増倍構造は真空管の検出表面に取り付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
添付の図面を参照して以下に本発明をより詳細に説明する。
【００２９】
【図１】先端技術に係る電子増倍構造を備える真空管を示す図である。
【図２】本発明に係る電子増倍構造を備える電子増倍を使用する真空管の第１の実施の形態を示す図である。
【図３ａ】図３ａ−３ｃは、図２の真空管のより詳細な実施の形態を示す図である。
【図３ｂ】図３ａ−３ｃは、図２の真空管のより詳細な実施の形態を示す図である。
【図３ｃ】図３ａ−３ｃは、図２の真空管のより詳細な実施の形態を示す図である。
【図４】本発明に係る電子増倍構造を備える電子増倍を使用する真空管の他の実施の形態を示す図である。
【図５】図４の真空管のより詳細な実施の形態を示す図である。
【図６】従来技術に係る電子増倍構造を備える真空管のＭＴＦ特性および本発明に係る電子増倍構造を備える真空管のＭＴＦ特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
明確性を向上させるために、以下の詳細な説明では、同様の部材を同じ参照符号で表す。
【００３１】
図１は、イメージ増倍管などの真空管の一例の模式的な断面を示す。イメージ増倍管は、入口またはカソード窓２および検出またはアノード窓３を有するチューブ状のハウジング１を備える。ハウジングはガラスにより形成されてもよく、カソード窓およびアノード窓もまたガラスにより形成されてもよい。しかしながら、検出窓３は光ファイバプレートである場合も多い。また、検出窓３はシンチレーティングスクリーンとして、あるいは要素のピクセル型アレイ（例えば、半導体アクティブピクセルアレイ）として構成されてもよい。ハウジングは金属により形成されてもよい。この場合、カソードおよび場合によってはアノードは、例えば別個のキャリアを使用することで、絶縁された状態でハウジングに配置されてもよい。
【００３２】
イメージ増倍管がＸ線を受けるよう設計されている場合、カソード窓は薄い金属により形成されてもよい。しかしながら、アノード窓は光透過的であってもよい。カソード４はチャネルプレート６の入力面７上に直接設けられてもよい。そのような変形例の全ては知られており、したがってそれらをより詳細に示すことはしない。
【００３３】
示される例では、実際のカソード４は入口窓２の内側にあり、入来光またはｘ線（図１−５において「h.v」で示されている）の影響の下、電子を放出する。放出された電子は、電場（不図示）の影響の下、既知の手法でアノード５に向かう向きに推進される。アノード５は検出窓３の内側に設けられる。
【００３４】
この実施の形態においてカソード４およびアノード５と略平行に延びるマイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）６として構成される電子増倍構造は、カソードとアノードとの間に配置される。例えば４−１２μｍのオーダーの直径を有する多数のチューブ状チャネルは、チャネルプレートの入力面７とチャネルプレートの出力面８との間に延びる。入力面７は入口窓２（カソード４）に対向し、出力面８は検出表面３（アノード５）に対向する。
【００３５】
導入部において言及した通り、既知のイメージ増倍管では、マイクロチャネルプレートおよび追加的なリン層を使用することで電子ゲインを得ることができる。二次電子放出効果によって電子数は増大し、一次電子および二次電子は、追加的な電圧電位差を使用するマイクロチャネルプレート内で加速される。この追加的な電圧電位差は、チャネルプレートの入力面と出力面との間に印加される。出力面においてチャネルプレートを出た後、これらの電子（一次電子および二次電子）はアノード／リン層に向けて加速される。アノード／リン層において、電子の電流はさらなる処理のために光子イメージ信号に変換される。
【００３６】
上記の通り、マイクロチャネルプレートを使用するといくつかの不利な点が生じる。そのような不利な点は、イメージの質や、製造の複雑さや、追加で必要となる電子機器に関するものである。そのような電子機器は例えば、電子にかなりの加速を与えるためにチャネルプレートの入力面および出力面に亘って高い電圧電位差を印加するための手段である。そのような手段により、マイクロチャネルプレート材料内での電子放出効果による二次電子の生成が増大される。
【００３７】
既知の増倍真空管デバイスでは、３つの別個のステージにおいてゲインが得られる。第１に、衝突光子がフォトカソード層２に一次電子を生成するというメカニズムがある。これらの自由電子はマイクロチャネルプレート６に向けて加速される。マイクロチャネルプレート６では、第２の倍増現象が生じる。フォトカソードから来る一次電子はマイクロチャネルプレート材料に衝突し、二次電子を生成する。一次電子および二次電子はアノード３に向けて加速される。アノード３は好適にはリン層を備える。リン層において、電子電流は光子信号に変換される。その光信号はさらなる処理のために読み出される。
【００３８】
本発明によると、新規な電子増倍原理が提供される。その原理は、デバイスに組み入れられた場合、寸法の観点から非常にコンパクトな構造を実現し、印加される電圧電位差の観点からあまり複雑でない電子を要求しつつＳ／Ｎ比を改善し、非常にクリーンな産業用クリーンルームにおける処理ステップの下での大量生産に適したものである。
【００３９】
図２において、そのような電子増倍構造の実施の形態が開示される。
【００４０】
図２において、新規な電子増倍構造は参照符号７０で示されている。本発明によると、電子増倍構造７０は少なくとも半導体材料層７１を備える。半導体材料層７１は、検出窓に隣接して直接取り付けられた薄い単結晶または多結晶ダイヤモンド膜としてまたはナノダイヤモンド粒子コーティングとして、付与されている。半導体層７１は検出窓３に、半導体層７１から検出窓３への電子の輸送が可能となるように、取り付けられている。これにより、増倍構造７０に衝突する粒子（すなわち、電子）は、半導体層７１から検出窓３まで電子ホール対を生成する。この電子ホール対によって、数百にものぼる多くの電子は半導体層７１を通じて検出窓３へ輸送される。これにより、従来の電子増倍構造よりも高い二次電子発生量が得られる。
【００４１】
より詳細には、電子増倍構造は少なくとも２ｅＶのバンドギャップを有する材料層を備える。
【００４２】
本発明に係る電子増倍構造７０では、半導体材料層において新たなゲインメカニズムが生じる。単一の光子がカソードに衝突することにより、フォトカソード内にひとつの電子ホール対が生成される。このひとつの電子ホール対によって、数百の二次電子が生成される。これは特に、半導体材料内での電子ホール対の再結合寿命は、例えば通常のマルチチャネルプレートのシリコンと比較して非常に長いからである。
【００４３】
図３ａ−３ｃには、本発明に係る新規な電子増倍原理の複数の実施の形態が開示される。これらの図では、参照符号７１は半導体材料層７１を示す。半導体材料層７１は薄い単結晶または多結晶ダイヤモンド膜としてまたはナノダイヤモンド粒子コーティングとして、付与されている。
【００４４】
図３ａの実施の形態では、ライン状の２つの電極７６、７８は適切な電圧サプライ７５に接続されている。ライン状の電極７６、７８は、半導体材料層７１の一方の面上に収容されている。図２の実施の形態のように、半導体材料層７１では、光子が構造７０に衝突することによって電子ホール対が生成されることによって、新たなゲインメカニズムが生じる。生成された電子ホール対は、生成されたキャリアの寿命と等しい期間、半導体材料７１を局所的に導通状態にするであろう。この導通期間の間、２つの電極７６、７８の間で、半導体材料７１を通じた電子の輸送が可能となる。
【００４５】
新規な電子増倍原理によると、電子導通ゲインは、入来粒子ごとの、半導体材料を通じて輸送されうる電子の数に等しい。参照符号７６および７８で示されるように、導通電極は半導体材料層７１に取り付けられている。
【００４６】
電子増倍構造７０の入力面に入る衝突粒子がない場合、電圧サプライ７５によって印加された電圧は２つの電極７６、７８間に非常に微小な漏れ電流を生じるのみであろう。
【００４７】
半導体材料の２つの電極７６、７８間に、ひとつ以上の電子ホール対を生成するのに十分なエネルギを有する一次粒子が衝突した場合、半導体材料７１は生成されたキャリアの寿命と等しい期間中導体となる。電極７６、７８間には電流が流れるであろう。また、選択される正しい材料に依存して、導通電流は衝突一次粒子よりもかなり大きくなりうる。電子的導通ゲインは、電極７６、７８間の材料を通じて輸送されうる電子の数に等しい。また、電子的導通ゲインは、２つの電極間の距離にも依存する。
【００４８】
適切な半導体材料７１はダイヤモンドのようである。ダイヤモンドは、異なる実施の形態において、単結晶、多結晶、ナノ結晶のものとして使用されてもよく、またナノ粒子状ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボンまたはグラフェンのコーティングの形で使用されてもよい。また、窒化アルミニウム、窒化ガリウムまたは窒化ホウ素などの他のＩＩＩ−ＶまたはＩＩ−ＩＶ結晶構造が使用されうる。
【００４９】
図３ａおよび図３ｂでは、導通ゲイン増幅器として動作する電子増倍構造７０の２つの実施の形態が開示される。これらは、いわゆる二次元構成を表している。図３ａおよび図３ｂの実施の形態では、電極７６、７８が半導体材料層７１の同じ面上に配置されている。
【００５０】
図３ａでは、２つのラインまたは正方形状の電極７６、７８が隣り合って配置されている。それら２つの電極の間には領域が存在する。図３ｂには、より高い感度の領域を組み入れた改良された実施の形態が開示される。電極７６、７８はいわゆる絡み合った（intertwined、くし形）電極である。電極７６、７８はそれぞれ複数の脚７６ａ、７６ｂ、７６ｃおよび７８ａ、７８ｂを有し、それらは絡み合っている。
【００５１】
図３ｃには、改良された実施の形態が開示される。そこには、いわゆる三次元電子増倍構造が開示される。この実施の形態では、電子電流は、（電極７６が配置される）カソード面から電極７８が配置されるアノード面に向けて半導体層を通じて流れる。この実施の形態では、半導体層７１の厚さは正しい動作のために重要であり、その厚さは典型的には５０ｎｍから１００μｍの間にある。
【００５２】
図３ｃでは電子増倍構造７０のカソード面上の電極７６は薄いプレート状の電極として構成されているが、他の構成もまた適切である。他の構成は例えば粒状のものや、金属の薄い層や、半導体材料の薄い層や、電子増倍構造７０の入力面に衝突する一次粒子を妨げないように半導体材料７１に付与されるドーピングである。
【００５３】
アノード電極７８は半導体材料７１を通じて電子ゲイン電流を受け、それをさらなる処理のためにデバイスの外部へ送り出す。
【００５４】
本実施の形態では、アノード電極７８は導体や半導体材料の連続層として製造されてもよいし、粒状やピクセルサイズ層に形成されてもよい。またアノード電極７８は負の電子親和力を有する層として形成され、半導体材料７１から真空環境へ電子を再放出してもよい。この最後の実施の形態を実装するに当たり、アノード層７８は好適にはセシウムを含むアルカリ金属から形成されてもよい。
【００５５】
図４において、真空管に実装された電子増倍構造の他の実施の形態が開示される。
【００５６】
図４において、新規な電子増倍付与構造は参照符号７０で示されている。本発明によると、電子増倍構造７０は少なくとも半導体材料層７１を備える。半導体材料層７１は、薄い単結晶または多結晶ダイヤモンド膜として付与されている。
【００５７】
さらに、電子増倍構造７０は有機光放出ダイオード層７２を備え、半導体材料層はその有機光放出ダイオード層７２上に設けられる。有機光放出ダイオード層７２は、半導体層７１を出る増幅された電子電流に対応する電気信号を、可視光に変換する。この可視光信号は、有機光放出デバイス層７２を通じてアノード５に向けて移送される。
【００５８】
これによると、限られた構造的寸法を伴う単純化された構成を得ることができる。この構成によると、製造プロセスステップに関するより単純な構成を実現できる。半導体材料層７１および有機光放出ダイオード層７２は真空管のアノード３に取り付けられるからである。アノード層３はインジウム−スズ−酸化物層として構成されることが好ましい。
【００５９】
図５において明確に示されるように、電子増倍構造７０は、電子増倍構造７０の入力面と出力面との間に電場を生成するための電場生成手段７５−７６−７７を含む。
【００６０】
小さい伝送電極７６のパターンは半導体材料層７１上に設けられている。小さい伝送電極７６のパターンは電圧電位サプライ７５のノードに接続されている。アノード３は電圧電位サプライ７５の他のノードに接続されている。半導体層７１と有機光放出ダイオード層７２との間に金属ピクセル構造７７が設けられる。金属ピクセル構造７７は、電子増倍構造／半導体材料層７１の入力面上に設けられた小さな伝送電極７６のパターンのホール構造と合同である。金属ピクセル構造７７のピクセルサイズは、ＭＴＦに悪影響を与えないよう、できる限り小さくあるべきである。ピクセルサイズは２ｘ２マイクロメートルであることが好ましい。ピクセル７７間の隙間７８は不透明隙間フィラーで埋められるべきである。これにより、有機光放出ダイオード層７２からフォトカソード２への光フィードバックを避けることができる。
【００６１】
電圧電位サプライ７５によって伝送電極７６とアノード３との間に印加される電圧は、ゲイン制御メカニズムとして使用されうる。従来の真空管において使用される高電位電圧サプライに対して、電圧電位サプライ７５は制限された構成であり、中間的な電圧電位（５００−２０００ボルト）および／または低電圧電位（１０−１００ボルト）のみを供給可能である。これは、半導体材料層における電子ゲインメカニズムに悪影響を与えることはないが、デバイスの構造的な寸法および値段をさらに低減する。ＧａＡｓがフォトカソード材料として使用される場合、Ｓ／Ｎ比を改善することができる。そのように改善されたＳ／Ｎ比は、既知のＥＢＣＭＯＳデバイスのそれに匹敵する。
【００６２】
本発明に係る電子増倍構造を使用すると、非常に小さなエンベロープおよび数ミリボルト程度の非常に低い電力消費を有する真空管を製造することができる。
【００６３】
現状技術に係るデバイスのような通常のマイクロチャネルプレートが存在しないので、本発明に係る電子増倍構造７０は、図６に示されるようにかなり改善されたＭＴＦを有する。
【００６４】
新規な電子増倍構造によると、改善されたゲイン原理を得ることができることは明らかである。この原理は、電子打ち込み型ＣＭＯＳエミッタやダイノードなどの複数の異なる実施の形態に実装されうる。
【図１】
2013530499.tif 000003
【図２】
2013530499.tif 000004
【図３ａ】
2013530499.tif 000005
【図３ｂ】
2013530499.tif 000006
【図３ｃ】
2013530499.tif 000007
【図４】
2013530499.tif 000008
【図５】
2013530499.tif 000009
【図６】
2013530499.tif 000010
【国際調査報告】
2013530499.tif 000011
2013530499.tif 000012
2013530499.tif 000013