グロー放電

グロー放電（glow discharge）とは、数Paから数百Pa程度の低圧ガス中で直流または低周波の電圧を印加したときに生じる、自持続型の低温プラズマ放電である。放電管内のガスが電離して発光し、特徴的な層状の光り方をすることからこの名がある。電子温度は数eV程度と高温だが、重い粒子（イオン・中性分子）はほぼ室温に保たれるため「低温プラズマ」と呼ばれ、この非平衡性こそが表面処理やプラズマ化学に有用な性質を与えている。トカマクなどの核融合装置では、真空容器内壁の不純物除去・水素保持低減を目的としたグロー放電クリーニング（GDC）として、装置運転に不可欠な技術となっている。

直流グロー放電の構造

典型的な直流グロー放電は、陰極と陽極を対向させた放電管内に形成される。印加電圧を上げていくと、まず不規則なコロナ的放電を経て、ある電圧で急激に管全体が発光するグロー放電へ移行する。このときの放電は空間的に一様ではなく、陰極側から順に、ほとんど発光しない薄い層（アストン暗部）、陰極グロー、クロフトン暗部、負グロー、ファラデー暗部、そして長く一様に光る陽光柱という層構造をなす。この構造は電子のエネルギー分布の空間変化を直接反映している。