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出典検索?: "グロー放電" ? ニュース ・ 書籍 ・ スカラー ・ CiNii ・ J-STAGE ・ NDL ・ dlib.jp ・ ジャパンサーチ ・ TWL（2019年9月）
グロー放電管。（a）陽極（anode）と陰極（cathode）、（b）アストン暗部（Aston Dark Space）、（c）陰極グロー（Cathode glow）、（d）陰極暗部（Cathode dark space、Crookes dark space、Hittorf dark space）、（e）負グロー（Negative glow）、（f）ファラデー暗部（Faraday space）、（g）陽光柱（Positive column）、（h）陽極グロー（Anode glow）、（i）陽極暗部（Anode dark space）。1torrのネオンガス中で放電したときの、それぞれの領域での電流-電圧特性曲線。縦軸は対数スケール。

グロー放電（グローほうでん）とは、冷陰極管において電流密度とガス圧が低いときの発光（グロー、glow）を伴う定常的な放電のこと。

陰極管の内部では、いくつかの暗部とグロー（明るい部分）がある。

陰極：正イオンの衝撃による二次電子放出が起きる。

アストン暗部：条件によって出ないこともある。

陰極グロー：条件によって出ないこともある。

陰極暗部（クルックス暗部）：条件によって出ないこともある。

負グロー：二次電子が陰極降下で加速される。電離により二次電子放出に必要な正イオンを供給する。

ファラデー暗部：負グローで生成された低エネルギー電子は励起も電離もあまり起こさない（ダークプラズマ）。

陽光柱：管壁への電子損失などのため電子密度が下がってくると、放電電流を維持するため、軸方向電場によって加速・電離が起こる。

陽極グロー、陽極での流入電子を補給するため局所的に電子とイオンを生成する。陽極直前の電位差は、およそ気体分子の電離電圧程度。励起や電離を促進している。

陽極暗部：陽極グローと陽極との間の暗部。

NE-2 type neon lamp powered by alternating current電流によって生じる低圧管内のグロー放電

グロー放電においては、ガス（気体）に電流が流れることによってプラズマが生じている。多くの場合、低圧ガスを含むガラス管内の2つの電極間に電圧をかけることによってグロー放電のプラズマは作られる。電圧がストライキング電圧（点弧電圧）と呼ばれる値を越えると、ガスのイオン化が自続し、管が色付きの光で光る（グローは光るという意味）。色は使用するガスによって異なる。

グロー放電はネオンライト、蛍光灯、プラズマスクリーンテレビなどのデバイスの光源として用いられる。生成された光を分光法で分析すると、ガス中の原子相互作用に関する情報が明らかになるため、グロー放電はプラズマ物理学と分析化学で用いられる。また、スパッタリングと呼ばれる表面処理技術にも使用されている。
ガス中の電気伝導50cm離れた2つの平面電極間の1torrのネオンの放電の電圧-電流特性
A: 宇宙線によるランダムパルス
B: 飽和電流
C: 雪崩タウンゼント放電
D: 自立したタウンゼント放電
E: 不安定領域：コロナ放電
F: 前期グロー放電
G: 正規グロー放電
H: 異常グロー放電
I: 不安定領域：グローアーク移行
J: アーク放電
K: アーク放電
A-D領域：暗放電; イオン化が発生し、電流は10マイクロアンペア未満
F-H領域：グロー放電; プラズマはかすかな輝き（グロー）を放つ
I-K領域：アーク放電; 大量の放射が作られる

ガス中の伝導には電子またはイオンのいずれかの電荷キャリアが必要である。電荷キャリアはガス分子の一部をイオン化することによって生成される。電流の流れの面では、グロー放電は暗放電（電流が小さい）とアーク放電（電流が大きい）の間にある。

暗放電では、ガスは紫外線や宇宙線などの放射線源によってイオン化される（キャリアが生成される）。陽極と陰極の間の電圧が高くなると、解放されたキャリアは十分なエネルギーを得ることができ、衝突したときに追加のキャリアが解放される；このプロセスがタウンゼント型電子雪崩または電子増倍である。

グロー放電では、キャリア生成過程は、陰極を離れる平均的な電子が別の電子に陰極を離れることを可能にする点に達する。たとえば、平均的な電子は、タウンゼント雪崩を介して数十のイオン化衝突を引き起こす可能性がある；結果として生じる陽イオンは陰極に向かい、陰極と衝突する陽イオンの一部は二次放出によって電子を追い出す。

アーク放電では、電子は熱電子放出と電界放出によって陰極を離れ、ガスは熱的手段によってイオン化される。[1]

絶縁破壊電圧以下では、グローはほとんどまたは全くなく、電界は一様である。電界がイオン化を引き起こすのに十分に強くなると、タウンゼント放電が始まる。グロー放電が発生すると、陽イオンの存在によって電界が大幅に変化する；電場は陰極の近くに集中している。グロー放電は正規グローとして始まる。電流が増加すると、より多くの陰極表面がグローに関与する。陰極表面全体が関与するレベルを超えて電流が増加するとき、この放電は異常グローとして知られている。電流がさらに増加すると、他の要因が作用し、アーク放電が始まる。[2]
メカニズム

最も単純なタイプのグロー放電は直流グロー放電である。最も単純な形式では、低圧（0.1?10 Torr、大気圧の約1/ 10000?1/100）に保持されたセル（小部屋）内の2つの電極で構成される。平均自由行程を長くするために低圧が使用される；固定電界の場合、平均自由行程が長くなると、荷電粒子は別の粒子と衝突する前により多くのエネルギーを得ることができる。セルは通常ネオンで満たされているが、他のガスも使用できる。

2つの電極間には数百ボルトの電圧（電位）がかけられる。セル内の原子集団のごく一部が最初に原子間の熱衝突やガンマ線などのランダムな過程によってイオン化される。陽イオンは電位によって陰極に向かって動かされ、電子は同じ電位によって陽極に向かって動かされる。イオンと電子の最初の集団は他の原子と衝突し、それらを励起またはイオン化する。電位が維持されている限り、イオンと電子の集団は残っている。
二次放出