Photokathoden-Herstellung und Detektor-Versiegelung

Eine Ultrahochvakuum-Anlage mit zwei Vakuumkesseln (Kathodenkessel und Detektorkessel) ermöglicht die Herstellung von Photokathoden und deren Transfer auf einen Detektorkörper. Mit einer Indiumdichtung wird die Photokathode auf den Detektorkörper gelötet und dieser so vakuumdicht versiegelt. Das in der Anlage erreichbare Vakuum liegt im 10^-10 mbar Bereich.

Untersucht wird die Herstellung von Cs₂Te- und GaN(Cs)-Photokathoden.

Bei der Herstellung von Cs₂Te-Kathoden wird zunächst eine Tellurschicht auf das Kathodenfenster aufgedampft. Anschließend wird diese unter Beobachtung des Photostroms mit Cs-Dampf aktiviert. Zu Testzwecken wurden zunächst Quartzscheiben mit 25 mm Durchmesser bedampft und diese anschließend auf einen Keramik-Körper transferiert. Dabei soll die Kathode mit einer Indium-Dichtung auf den Keramikkörper aufgelötet werden. Die Keramik-Körper mit hartverlöteten Kovar-Elektroden wurden vom Empa (Eidgenössische Materialprüfungs-Anstalt) in Dübendorf (Schweiz) im Laboratory for Joining Technologies & Corrosion hergestellt.

Nach Fertigstellung der Kathode wird diese mit einem UV-Monochromator vermessen. Dieser wird mit einer Deuteriumlampe beleuchtet, welche ein spektrales Kontinuum bis in den UV-Bereich hinein erzeugt. Durch Vergleich mit einer vom NIST geeichten Silizium-Photodiode wird die tatsächliche Quantenausbeute der Kathoden bestimmt. Die untere Grenze des messbaren Wellenlängenbereichs wird dabei sowohl durch die Quartzfenster als auch durch den Luftsauerstoff auf etwa 190 nm begrenzt. Durch Verwendung einer reinen Stickstoffatmosphäre lässt sich diese Grenze auf etwa 180 nm absenken.