Photocathode à amplification interne

Abstract

 L'invention concerne une photocathode pour tubes de prise de vues de télévision ou tubes intensificateurs d'image. Dans un exemple de réalisation cette photocathode comporte :
- Une couche transparente (1) ;
- Une couche d'absorption (2) dont la largeur de bande inter­dite est telle qu'elle convertit en paires électron-trou les photons (8) de la lumière à détecter ;
- Une couche (3) dite de multiplication des électrons, ayant une composition non uniforme procurant une largeur de bande interdite variable qui permet une ionisation par impact, sans bruit ;
- Une couche (4) dite couche de transport ;
- Une électrode de polarisation (5), permettant d'accélérer les électrons libérés par les photons, pour les multiplier par ionisation dans la couche de multiplication (4) ;
- Une couche (6) procurant une affinité électronique négative pour émettre des électrons (7) dans le vide.
Application aux caméras de télévision et aux tubes intensifica­teurs d'image.

Description

[0001] L'invention concerne une photocathode pour tube de prise de vues et pour tube intensificateur d'image.

[0002] Il est connu de réaliser une photocathode comportant principa­lement :
- une couche, dite couche fenêtre, constituée de semi-­conducteur de type P⁺ dont la bande interdite est suffisamment large pour que cette couche soit transparente pour les longueurs d'onde de la lumière à détecter, et qui est collée sur une paroi de verre recevant la lumière à détecter ;
- une couche, dite couche d'absorption, constituée d'un semi-­conducteur de type P⁺ dont la bande interdite a une largeur suffisamment faible pour convertir en paires électron-trou les photons de la lumière à détecter ;
- une couche, dite couche d'émission, constituée d'un matériau donnant à l'extrémité de la couche d'absorption une affinité élec­tronique négative pour émettre dans le vide les électrons libérés dans la couche d'absorption.

[0003] La longueur d'onde maximale détectable est limitée par la largeur de la bande interdite du matériau constituant la couche d'absorption. En appliquant une polarisation positive à l'extrémité de cette couche opposée à la couche fenêtre, il est possible d'utiliser des matériaux ayant une faible largeur de bande interdite tout en conservant un bon rendement d'émission et donc il est possible de détecter de la lumière de longueur d'onde plus grande.

[0004] Une polarisation de la couche d'absorption peut être appliquée au moyen d'une connexion avec cette couche, ou par une électrode métallique très mince intercalée entre cette couche et la couche d'émission. Une telle photocathode est décrite dans l'article de : J.J. ESCHER et al, IEEE-EDL2, 123-125 (1981).

[0005] Pour réaliser un tube de prise de vues à très bas niveau d'éclai­rement, notamment pour réaliser un tube intensificateur d'image, il est connu de placer, en aval de la photocathode, une galette de microcanaux alimentés par un générateur de haute tension et permettant une multiplication des électrons émis dans le vide par la photocathode. Une telle galette de microcanaux est très efficace pour multiplier ces électrons mais impose de nombreuses contraintes technologiques, notamment impose d'utiliser un générateur de haute tension. Le but de l'invention est de réaliser une photocathode à amplification interne permettant d'utiliser une galette de micro­canaux ayant un gain moins élevé, et donc imposant moins de contraintes technologiques, voire même de supprimer la galette de microcanaux. L'objet de l'invention est une photocathode comportant une couche d'absorption de structure particulière procu­rant une multiplication des électrons sans multiplier notablement le courant de trous, ce dernier provoquant un courant d'obscurité qui constitue un bruit.

[0006] Selon l'invention une photocathode à amplification interne, comportant une couche dite d'absorption constituée d'un matériau semi-conducteur de type P⁺, dont la bande interdite a une largeur suffisamment faible pour convertir en paires électron-trou les photons de la lumière à détecter, est caractérisée en ce qu'elle comporte en outre au moins une couche dite de multiplication des électrons par ionisation, constituée d'un matériau semi-conducteur de type N⁻ où la composition n'est pas uniforme et telle que, lorsque cette couche de multiplication est polarisée, les électrons sont accélérés dans la direction où ils sont à évacuer et les trous sont moins accélérés que les électrons ; et comporte des moyens permet­tant de polariser la couche de multiplication.

[0007] L'invention sera mieux comprise et d'autres détails appa­raîtront à l'aide de la description ci-dessus et des figures l'accom­pagnant :

[0008] Les figures 1 à 4 représentent chacune un exemple de réali­sation de la photocathode selon l'invention et deux diagrammes des niveaux d'énergie E des porteurs de charge à l'intérieur de ces exemples de réalisation, d'une part sans polarisation et, d'autre part, avec polarisation.

[0009] La figure 1a montre une coupe d'une portion d'un premier exemple de réalisation de la photocathode selon l'invention. Ce premier exemple comporte :
- Une première couche 1, transparente pour toutes les longueurs d'onde de la lumière à détecter, constituée d'un matériau semi-conducteur de type P⁺ collé sur une paroi de verre non représentée, et recevant à travers cette paroi des photons 8 ;
- Une seconde couche 2, dite couche d'absorption, constituée d'un matériau semi-conducteur de type P⁺, pour convertir chaque photon 8 en une paire électron-trou ;
- Une troisième couche 3, dite couche de multiplication des électrons, constituée d'un matériau semi-conducteur du type N⁻ dont la composition varie continument ;
- Une quatrième couche 4, dite couche de transport, cons­tituée d'un matériau semi-conducteur de type P⁺, et qui ne fait que transmettre les électrons libérés par les photons 8 dans la couche 3 ;
- Une électrode métallique 5, reliée à la borne positive d'un générateur de tension V dont la borne négative est reliée à la première couche 1, afin de polariser les quatre couches 1, 2, 3, 4 pour accélérer les électrons libérés par la lumière à détecter ;
- Une dernière couche 6, donnant à la surface de la quatrième couche 4 la propriété d'affinité électronique négative permettant d'émettre dans le vide les électrons 7 transmis par la couche 4.

[0010] La figure 1b représente un diagramme des niveaux d'énergie E des porteurs de charge à l'intérieur de cet exemple de réalisation lorsqu'il n'est pas polarisé. Sur cette figure, la courbe E_c représente le niveau minimal de l'énergie de la bande de conduction, E_v représente le niveau maximal de l'énergie de la bande de valence, E_F1 représente le niveau de Fermi de la couche 1, E_F5 représente le niveau de Fermi de l'électrode métallique 5, E_c6 représente le niveau minimal de l'énergie de la bande de conduction de la dernière couche 6, et E_vi représente le potentiel du vide. Les niveaux d'énergie des bandes de valence de l'électrode métallique 5 et de la dernière couche 6 et sont pas représentés car ils sont très bas.

[0011] Sur cette figure, il apparaît que la couche 1 a une grande largeur de bande interdite, correspondant à la transparence de cette couche pour la lumière à détecter. La couche 2 a une largeur de bande interdite plus réduite que la précédente et permettant de détecter toutes les longueurs d'onde de la lumière à détecter. La couche 3 a une bande de conduction et une bande de valence dont les niveaux d'énergie sont respectivement inférieurs à ceux de la bande de conduction et de la bande de valence des deux couches précé­dentes et dont la largeur de bande interdite varie linéairement en diminuant de la couche 2 vers la couche 4, c'est-à-dire dans la direction où les électrons sont à évacuer. Dans cet exemple, la couche 3, du côté de la couche 2, a une largeur de la bande interdite égale à celle de la couche 1 alors que du côté de la couche 4 cette largeur est égale à celle de la couche 4. Dans la couche 3, la pente de la courbe E_c est à peu près nulle, alors que la pente de la courbe E_v est positive dans la direction de la couche 4.

[0012] La couche 4 possède les mêmes niveaux d'énergie que la couche 2, pour sa bande de conduction et sa bande de valence, car dans cet exemple les couches 2 et 4 sont réalisées avec le même matériau et le même dopage. En l'absence de polarisation, le niveau de Fermi E_F1 de la couche 1 et le niveau de Fermi E_F5 de la couche 5 sont alignés et il existe deux marches de potentiel dans la bande de conduction et dans la bande de valence, dans la zone du diagramme correspondant à la couche 3.

[0013] La figure 1c représente un diagramme des niveaux d'énergie des porteurs dans le même exemple de réalisation mais lorsque une polarisation est appliquée. Si V est la valeur de la tension appliquée entre l'électrode métallique 5 et la première couche 1, le niveau de Fermi E_F5 de l'électrode 5 est abaissé d'une valeur q.V par rapport au niveau de Fermi E_F1 de la première couche, q étant la valeur de la charge d'un électron. Les courbes des niveaux d'énergie de la bande de conduction et de la bande de valence des couches 3, 4, et 5 sont abaissés. La courbe du niveau d'énergie minimal de la bande de conduction de la couche 3 présente une forte pente négative dans la direction de la couche 4, correspondant à une accélération des électrons en direction de la couche 4. Lorsque cette accélération est suffisamment importante les électrons sont multipliés par ionisation par impact. Par contre, la courbe du niveau maximal de l'énergie de la bande de valence de la couche 3 présente une pente négative beaucoup plus faible, car la variation graduelle de la composition du matériau lui donne une forte pente positive en l'absence de polari­sation. Cette pente beaucoup plus faible procure aux trous une accélération,en direction des couches 2 et 1, beaucoup plus faible que celle procurée aux électrons. Les trous sont donc multipliés dans un rapport beaucoup plus faible que les électrons, ce qui évite d'augmenter le bruit de la photocathode.

[0014] Les courbes des extrema des niveaux d'énergie de la bande de conduction et de la bande de valence de la couche 4 se raccordent aux courbes des extrema des niveaux d'énergie de la bande de conduction et de la bande de valence de la troisième couche 3 avec un seuil qui est pratiquement nul, ce qui permet un passage facile des électrons et des trous entre les couches 3 et 4. Les électrons traversent ensuite la couche 5 et la couche 6 et sont éjectés dans le vide, leur accélération étant suffisante pour franchir par effet tunnel le puits de potentiel situé au niveau de la couche 5 et la marche de potentiel située au niveau de la couche 6, les couches 5 et 6 étant extrèmement minces.

[0015] Dans cet exemple de réalisation, la couche 1 est constituée de Ga_0,6 Al_0,4 As avec un dopage de 5.10⁷ atomes de zinc par cm³ et a une épaisseur de l'ordre de 1 micron. La couche 2 est constituée de GaAs avec un dopage de 10¹⁹ atomes de zinc par cm³, et a une épaisseur de 2 microns. La couche 3 est constituée de Ga_1-x Al_x As dans lequel x varie de 0,6 à 0 de la couche 3 à la couche 4 et dont le dopage est constitué de 10¹⁵ atomes de zinc par cm³. L'épaisseur de la couche 3 est de 1 micron. Elle est choisie de façon à être un peu inférieure à la longueur de diffusion des porteurs. La couche 4 est constituée du même matériau que la couche 2 et a une épaisseur de 0,1 micron. Sa surface est recouverte d'une très mince couche d'argent ou d'un maillage en argent pour constituer l'électrode métallique 5, puis est recouverte d'une couche de Cs + O pour lui donner une affinité électronique négative. Une variante de réali­sation peut consister à supprimer l'électrode métallique 5 et à appliquer la polarisation en reliant la borne positive du générateur V à la couche 4.

[0016] La valeur la tension de polarisation V est choisie telle que la pente de la courbe E_v du niveau minimal de l'énergie de la bande de conduction de la couche 3 soit négative dans la direction de la couche 4 afin d'accélérer les électrons. Dans un exemple de réali­sation cette tension de polarisation est de l'ordre de 15 volts.

[0017] La figure 2a représente une coupe d'une portion d'un second exemple de réalisation de la photocathode selon l'invention. Ce second exemple comporte :
- une première couche 30 semblable à la première couche 1 du premier exemple de réalisation, transparente à la lumière à détecter ;
- Une seconde couche 31, qui est une couche d'absorption semblable à la couche 2 du second exemple de réalisation ;
- Dix couches de multiplication des électrons, constituée de 20 sous-couches : 32, 33, 34, 35,..., 36, 37, 38, 39, 40 ;
- Une couche de transport 41, semblable à la couche 4 du premier exemple de réalisation mais qui est reliée à la borne positive du générateur de tension V car il n'y a pas d'électrode métallique dans cet exemple de réalisation ;
- Une dernière couche 42 procurant une affinité électronique négative à la couche 41.

[0018] Les 10 couches de multiplication des électrons sont identiques et comportent chacune deux sous-couches. Par exemple, la couche de multiplication 32-33 comporte une première sous-couche 32 et une seconde sous-couche 33 qui sont constituées de deux matériaux semi-conducteurs du type N⁻ ayant respectivement deux compo­sitions différentes correspondant à deux largeurs différentes pour la bande interdite, et ces deux largeurs étant supérieures à celle du matériau de la couche d'absorption 31.

[0019] La figure 2b représente un diagramme des niveaux d'énergie des porteurs aux différents points de ce second exemple de réali­sation, en l'absence de polarisation. Il apparaît que les courbes E_c et E_v des extrema des niveaux d'énergie de la bande de conduction et de la bande de valence dans les couches 32 à 40 comportent des marches de potentiel, correspondant aux sous-couches 33, 35,..., 37, 39 qui ont une largeur de bande interdite supérieure à celle des sous-­couches 32, 34,...,36, 38, 40.

[0020] La figure 2c représente un diagramme des niveaux d'énergie des porteurs de charge en différents points de cet exemple de réalisation, lorsque une polarisation de valeur V est appliquée à la couche 41 par rapport à la couche 30. Dans la zone correspondant aux couches 32 à 40 les courbes E_c et E_v des extrema des niveaux d'énergie de la bande de conduction et de la bande de valence ont une pente négative correspondant à une accélération des électrons en direction de la couche 41, c'est-à-dire dans la direction où les électrons sont à évacuer, et une accélération des trous en direction de la couche 31. Cette accélération est suffisante pour que les électrons franchissent par effet tunnel les marches de potentiel situées à la limite entre les sous-couches 32 et 33, 34 et 35,...,38 et 39. Chaque fois qu'un électron franchit l'une des marches de potentiel descendante situées à la limite des sous-couches 33 et 34, 35 et 36, ..., 39 et 40, il subit, à la descente, une accélération brutale qui lui permet de libérer un électron supplémentaire par ionisation par impact, et ces deux électrons franchissent ensuite la marche suivante en créant deux autres électrons supplémentaires.

[0021] Les trous subissent une multiplication beaucoup moins efficace car l'effet tunnel est plus faible à cause de leur masse effective plus élevée que celle des électrons. D'autre part, les matériaux cons­tituant les sous-couches 32, 33, ..., 39, 40 sont choisis tel que les marches de potentiel dans la bande de valence sont moins hautes que dans la bande de conduction pour communiquer aux trous une accélération plus faible qu'aux électrons.

[0022] Théoriquement le nombre d'électrons peut être multiplié jusqu'à deux fois, à chaque franchissement d'une marche de potentiel, si la polarisation est suffisante. Le facteur de multi­plication peut théoriquement atteindre 10³ pour 10 couches de multiplication comportant chacune deux sous-couches. Dans un exemple de réalisation, la polarisation V est de l'ordre de 20 volts, chaque sous-couche 32, 34,...,36, 38, 40 est constituée de Ga_0,9 Al_0,1 As ayant une largeur de bande interdite de 1,56 e.v et une épaisseur de 0,05 micron, et chaque sous-couche 33, 35,..., 37, 39 est constituée de Ga_0,7 Al_0,3 As ayant une largeur de bande interdite de 1,8 e.v et une épaisseur de 0,05 micron.

[0023] L'épaisseur d'un ensemble de deux sous-couches successives a une valeur qui est choisie du même ordre de grandeur que le libre parcours moyen d'ionisation par impact des électrons.

[0024] La composition idéale des matériaux constituant ces deux types de sous-couches serait telle que la différence de niveau de leurs bandes de conduction soit supérieure à l'énergie d'ionisation du matériau ayant la plus faible largeur de bande interdite parmi ces deux matériaux.

[0025] A défaut d'une composition idéale, on choisit une composition telle que la discontinuité de potentiel dans la bande de conduction soit plus grande que dans la bande de valence, afin que l'ionisation par impact des électrons soit plus efficace que celle des trous. L'énergie manquant aux électrons chauds produits par l'effet tunnel, pour effectuer l'ionisation par impact, est fournie aux électrons par le champ de polarisation. Le choix de la composition des matériaux et le choix de la polarisation sont à la portée de l'homme de l'Art.

[0026] La figure 3a représente un troisième exemple de réalisation de la photocathode selon l'invention. Ce troisième exemple comporte :
- Deux premières couches 50 et 51 semblables aux couches 30 et 31 du second exemple de réalisation ;
- Deux dernière couches 56 et 57 semblables aux deux dernières couches 41 et 42 du second exemple de réalisation, la couche 56 étant polarisées par un générateur de tension V par rapport à la première couche 50 ;
- Dix couches de multiplication des électrons : 52, 53,...,54, 55 ; chacune de ces couches étant constituées d'un matériau semi-­conducteur de type N⁻ ayant une composition variant graduellement pour procurer une largeur de bande interdite croissante en direction de la couche 56, c'est-à-dire dans la direction où les électrons sont à évacuer.

[0027] La figure 3b représente un diagramme des niveaux d'énergie des porteurs dans ce troisième exemple de réalisation, en l'absence de polarisation. Dans la zone correspondant aux couches de multi­plication des électrons, 52 à 55, les courbes E_c et E_v des extrema des niveaux d'énergie ont une forme en dents de scie constituées d'une pente et d'un flanc raide. Chaque dent de scie a une pente positive pour la bande de conduction et une bande négative pour la bande de valence, dans la direction où les électrons sont évacués.

[0028] Dans cet exemple de réalisation l'épaisseur de chaque couche de multiplication des électrons, 52 à 55, est 0,03 micron et sa composition est Ga_1-x Al_x As avec x variant linéairement de 0 à 0,3 à 0 dans la direction de la couche 51 à la couche 56, c'est-à-dire dans la direction où les électrons sont à évacuer.

[0029] La figure 3c représente une diagramme des niveaux d'énergie des porteurs dans ce troisième exemple de réalisation, lorsque la polarisation V est appliquée. L'abaissement q.V de l'énergie de Fermi E_F56 de la couche 56 par rapport au niveau de Fermi E_F50 de la couche 50 modifie la pente des dents de scie, cette pente devenant négative pour la bande de conduction. Dans la bande de conduction les électrons descendent le long des pentes des dents de scie sans se heurter aux flancs verticaux alors que, dans la bande de valence, les trous rencontrent les flancs des dents de scie qui constituent des marches de potentiel. Chaque fois qu'un électron saute d'une dent de scie à la suivante, il subit une accélération brutale qui lui permet de libérer un autre électron par ionisation.

[0030] La composition idéale des matériaux serait telle que la hauteur des marches de potentiel serait supérieure à l'énergie d'ionisation du matériau ayant la largeur de bande interdite la plus petite, c'est-à-dire Ga_0,7 Al_0,3 As dans cet exemple. A défaut d'une composition idéale, on choisit une composition telle que la discon­tinuité de potentiel dans la bande de conduction soit la plus grande possible. L'énergie manquant à un électrons qui vient de franchir une discontinuité de potentiel, pour effecter une ionisation par impact, est fournie par le champ de polarisation. Le choix des matériaux et le choix de la polarisation remplissant ces conditions sont à la portée de l'homme de l'Art. Pour 20 couches de multiplication ainsi réalisées le facteur de multiplication est théoriquement de l'ordre de 10⁶.

[0031] Cette variante de réalisation peut comporter d'autres matériaux. Par exemple, du In Al As pour la couche 50, du In P ou In Ga As pour la couche 51, du In_x Ga_1-x As_1-y P_y pour les couches 52 à 55, de préférence avec x et y variant suivant l'art connu de telle manière que le matériau des couches 52 à 55 soit adapté en maille avec le matériau de la couche d'absorption 51, et du In P pour la couche 56. Dans cet exemple la différence de largeur de bande interdite est de 0,8 e.V et la tension de polarisation est de 20 V environ pour 20 couches de multiplication 52, 53,... ayant une épaisseur de l'ordre de 0,03 micron.

[0032] La tension de polarisation V à appliquer entre les couches 56 et 50 de cette variante de réalisation est de l'ordre de : V = n. E_g, où n est le nombre le couches de multiplication 52, 53,..., 55 et où E_g est la largeur de bande interdite nécessaire pour libérer un électron par impact dans l'une de ces couches de multiplication.

[0033] Cette variante de réalisation peut comporter d'autres matériaux : du Ga Al As pour la couche 50, du Ga As pour la couche 51, du Ga_1-x Al_x As avec x variant de 0 à 1 pour les couches 52,...,55, et du Ga As pour la couche 56.

[0034] La figure 4a montre une coupe d'une portion d'un quatrième exemple de réalisation de la photocathode selon l'invention. Ce quatrième exemple diffère seulement du troisième exemple par une couche supplémentaire 60 insérée à l'intérieur de la couche 56. La couche supplémentaire 60 est constituée d'un matériau semi-­conducteur du type P⁺ ayant une largeur de bande interdite supé­rieure à celle du matériau des couches 56 et 51 afin de créer une barrière de potentiel dans la bande de valence, pour arrêter la plupart des trous. Cette barrière permet de diminuer le courant de trous qui est l'origine d'une consommation électrique inutile et d'un courant d'obscurité, car il crée des paires électron-trou par ionisa­tion.

[0035] L'épaisseur de cette couche 60 doit être suffisamment impor­tante pour arrêter les trous et, par contre elle doit être suffi­samment faible pour que cette couche 60 soit pratiquement trans­parente aux électrons, ceux-ci la franchissant par effet tunnel. Cette différence de transparence est obtenue grâce à la grande différence de masse effective entre les électrons et les trous. Cette couche supplémentaire peut être constituée, par exemple, de Ga_0,6 Al_0,4 As ayant une épaisseur de 0,003 micron et dopé de 10¹⁹ atomes de zinc par cm³.

[0036] Une telle couche 60 peut être prévue aussi dans les couches 4 et 41 du premier et du second exemples de réalisation de la photocathode selon l'invention.

[0037] L'invention ne se limite pas aux exemples de réalisation décrits ci-dessus. De nombreuses variantes sont à la portée de l'homme de l'art, notamment en ce qui concerne le nombre de couches de multiplication des électrons et les matériaux les cons­tituant.

[0038] L'invention peut être appliquée notamment aux tubes de prise de vues pour caméra de télévision et aux tubes intensificateurs d'image, pour les prises de vues à bas niveau de lumière.

Revendications

1. Photocathode à amplification interne, comportant une couche (2 ; 31) dite d'absorption constituée d'un matériau semi-­conducteur de type P⁺, dont la bande interdite a une largeur suffisamment faible pour convertir en paires électron-trou les photons de la lumière à détecter, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre au moins une couche (3 ; 32-33) dite de multi­plication des électrons par ionisation, constituée d'un matériau semi-conducteur de type N⁻ où la composition n'est pas uniforme et telle que, lorsque cette couche de multiplication (3 ; 32-33) est polarisée, les électrons sont accélérés dans la direction où ils sont à évacuer et les trous sont moins accélérés que les électrons ; et comporte des moyens (5 ou 41) permettant de polariser la couche de multiplication (3 ; 32-33).

2. Photocathode selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'elle comporte une seule couche de multiplication (3) constituée d'un matériau semi-conducteur dont la composition varie conti­nument de telle façon que la largeur de sa bande interdite diminue dans la direction où les électrons sont à évacuer, et dont l'épaisseur est inférieure à la longueur de diffusion des porteurs.

3. Photocathode selon la revendication 2, caractérisée en ce que la couche de multiplication (3) est constituée de Ga_1-x Al_x As avec x variant linéairement de 60% à 0% dans la direction où les électrons sont à évacuer et dont l'épaisseur est de 1 micron.

4. Photocathode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité de couches de multiplication (32-­33,...), chacune étant constituée de deux sous-couches (32, 33) de matériau semi-conducteur du type N⁻ et ayant respectivement deux compositions différentes.

5. Photocathode selon la revendication 4, caractérisée en ce que chaque couche de multiplication (32-33) est constituée d'une première sous-couche (32) de 0,05 micron de Ga_0,9 Al_0,1 As et d'une seconde sous-couche (33) de 0,05 micron de Ga_0,7 Al_0,3 As.

6. Photocathode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs couches (52 à 55) de multiplication des électrons par ionisation, constituée chacune d'un matériau semi-­conducteur de type N⁻ ayant une composition variant continument de telle façon que la largeur de sa bande interdite augmente dans la direction où les électrons sont à évacuer.

7. Photocathode selon la revendication 6, caractérisée en ce que chaque couche de multiplication (52 à 55) est constituée de Ga_1-x Al_x As avec x variant linéairement de 0,3 à 0 dans la direction où les électrons sont à évacuer, et ayant une épaisseur de 0,03 micron.

8. Photocathode selon la revendication 6, caractérisée en ce que chaque couche de multiplication (52 à 55) est constituée de In_x Ga_1-x As_1-y P_y avec x et y variant selon l'art connu de manière telle que le matériau des couches de multiplication (52 à 55) est adapté en maille avec le matériau de la couche d'absorption (50), et ayant une épaisseur 0,03 micron.

9. Photocathode selon l'une des revendications 1 à 4, carac­térisée en ce qu'elle comporte en outre une couche (60) pour diminuer le courant de trous, constituée d'un matériau de type P⁺ ayant une largeur de bande interdite supérieure à celle de la couche d'absorption (51), et dont l'épaisseur est suffisamment faible pour permettre la traversée des électrons (7) par effet tunnel avec une probabilité élevée, et suffisamment forte pour arrêter une majeure partie du courant de trous.

10. Photocathode selon la revendication 9, caractérisée en ce que la couche (60) pour diminuer le courant de trous est constituée d'une couche de Ga_0,6 Al_0,4 As d'épaisseur inférieure à 0,0045 micron.

Dessins