グロープラズマ
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減圧した装置内に二枚の電極を立てて強制的に放電させる。
これがプラズマ発生の基本原理といいましたが、実はこれにより得られるプラズマには代表的なものとして2種類あります。
このうちグロープラズマ(グロー放電プラズマ)というのは、比較的電流が小さく、電圧が高い状態で作られます。
ファラデーが最初に作ったプラズマもこれです。
グロープラズマが作られやすい圧力は、大気圧の十万分の1~千分の一程度といわれています。
そこに立てた電極板間に直流(交流でも可)を流し始め、電流が0.1アンペア以下、電圧が数百ボルト程度になるように高めていきます。
するとあるレベルで突然光り輝くグロー放電が始まるのです。
ただし、一様に光るわけではありません。
陰極付近には陰極暗部とよばれる暗部と、ファラデー暗部とよばれる暗部とがあります。
ファラデー暗部と陽極の間が、陽光柱と呼ばれる明るい部分です。
グロープラズマでは、電子自体は極めて高速に加速されており、従って高いエネルギーを持つのですが、イオンや非帯電粒子の運動エネルギーはそれよりもはるかに低く、プラズマ全体としての温度は室温とそれほどはかわりません。
こういった状態を低温プラズマといいます。
身近にあるグロープラズマ応用の代表例は、蛍光灯あるいはネオンサインでしょう。
蛍光灯は紫外線を蛍光色素に当てることで、ほぼ白色の光を得ることができます。
ネオンサインの場合、別にネオンだけを使うわけではなく、気体の種類(や圧力)により陽光柱の色が決まります。
たとえばネオンだとオレンジ色、アルゴンだと赤紫が得られます。
またグロープラズマは、半導体を作る時などのドライ・エッチングにも用いられます。
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