In this paper, recent advances in the physics of low pressure inductively coupled plasmas (ICPs) are reviewed where the interaction of an electromagnetic field with electrons is governed by electron thermal motion rather than electron–atom collisions. Direct measurement of the rf electric field and rf current density in the plasma made it possible to distinguish between collisional and stochastic (collisionless) electron heating. Several new phenomena such as a wave phase bifurcation, phase velocity reversal, a second current layer and negative power absorption have been found and interpreted in terms of non-local electrodynamics. Nonlinear effects induced by the rf Lorentz force such as nonlinear plasma polarization and second harmonic currents, as well as modification of the spatial distribution of the plasma caused by ponderomotive forces have been demonstrated in ICP under discharge conditions typical for industrial applications.
本論文では、低圧誘導結合プラズマ（ICP）の物理における最近の進歩について概説する。そこでは、電磁場と電子の相互作用が、電子と原子の衝突ではなく、電子の熱運動によって支配される。プラズマ中のrf電場とrf電流密度の直接測定により、衝突性加熱と確率論的（無衝突）加熱を区別することが可能となった。波動位相の分岐、位相速度の反転、第二の電流層、負の電力吸収といったいくつかの新しい現象が観測され、非局所電気力学の枠組みで解釈されている。また、産業応用に典型的な放電条件下でのICPにおいて、rfローレンツ力によって誘起される非線形効果、例えば非線形プラズマ分極や第二高調波電流、さらにポンデロモーティブ力によるプラズマの空間分布の変調が実証されている。