Measurements on electron energy distribution function (EEDF) by a Langmuir probe show that inert gas mixing can change EEDF from a Maxwellian to a 'two-temperature' structure in an inductively coupled low pressure nitrogen discharge. This result suggests the existence of two groups of electrons: low and high energy. Each group of electrons has distinct behaviour as gas mixing ratio changes. As a result, this causes discrepancies between the measured electron temperature by a Langmuir probe and that by optical line–ratio technique, since these two techniques are sensitive to the energy distribution of low and high energy electrons, respectively. A detailed experimental investigation of the evolution of EEDF with different inert gas mixtures (Ar/N2, He/N2, Ne/N2 and Xe/N2) at an operating pressure of 10 mTorr is performed, from which the distribution temperature of both low and high energy electrons is calculated and compared with the temperature obtained from the Global Model. It is found that with the measured energy range and under the experimental condition studied, inelastic collisions (both excitation and ionization) play a key role on the shape of EEDF when inert gas is mixed in the discharge.
ラングミュアプローブによる電子エネルギー分布関数（EEDF）の測定により、不活性ガス混合が誘導結合型低圧窒素放電においてEEDFをマクスウェル分布から「二温度」構造へと変化させ得ることが示された。この結果は、低エネルギーおよび高エネルギーの2つの電子群の存在を示唆している。各電子群は、ガス混合比の変化に応じて異なる挙動を示す。その結果、ラングミュアプローブによる電子温度測定と光学線強度比法による測定の間に不一致が生じる。これは、これら2つの手法がそれぞれ低エネルギーおよび高エネルギーの電子のエネルギー分布に敏感であるためである。動作圧力10 mTorrにおいて、異なる不活性ガス混合（Ar/N2、He/N2、Ne/N2、Xe/N2）に伴うEEDFの変化について詳細な実験的調査が行われ、そこから低エネルギーおよび高エネルギー電子の両方の分布温度が算出され、Global Modelから得られた温度と比較された。測定されたエネルギー範囲および調査された実験条件下において、不活性ガスが放電中に混合されると、非弾性衝突（励起および電離の両方）がEEDFの形状に重要な役割を果たすことが見出された。