作为物质的第四态,人工产生的低温等离子体含有大量的电子和活性粒子,因此广泛应用于微电子、材料、汽车以及医疗等行业。低温等离子体按其工作气压可分为低压和常压等离子体。目前市场化的人工低温低压等离子体技术（无论是电容耦合还是电感耦合等离子体）由于等离子体密度较高,而且等离子体电场不可控,因此在处理材料的过程中其正离子都不可避免地会轰击材料表面从而对材料造成一定的损伤。二维半导体材料非常薄,如石墨烯和二硫化钼等二维半导体材料,其厚度仅为一个或数个原子层而已,采用等离子体对这类材料进行表面改性例如掺杂、相位调控的过程中,等离子体轰击效应会非常明显且致命。因此,开发一种等离子体密度较低、等离子体电场可控、对材料表面损伤较小的温和等离子体处理技术具有非常重要的意义。另外,低温常压等离子体在生物医疗等方面具有很大的潜力和研究意义。三阴型乳腺癌是当前唯一没有可靠治疗方法的乳腺癌,其恶性程度高、死亡率高、预后效果差,因此找到新的治疗方案有着十分迫切的需求,低温常压等离子体则是一个十分有潜力的治疗方案。本论文针对以上需求设计并搭建了一套低温低压等离子体装置即非平行板式电容耦合等离子体（CCEP）和一套低温常压等离子体（CAP）装置,分别应用于二维半导体的逐层减薄以及三阴型乳腺癌的治疗。主要开展的研究工作如下。1、基于电感耦合等离子体（ICP）技术自主开发了CCEP技术,设计并搭建了平面盘香形电感线圈,基于该线圈已知的电感、电容和电阻等数值,通过射频匹配原理确定了CCEP模式下射频电源的频率,并搭建了相应的调谐电容（1-10 nF）和匹配电容（20-56 nF）,实现了CCEP容性放电和ICP感性放电模式下的稳定放电。使用朗缪尔探针法对CCEP的特性进行检测,分别测量了该系统在容性放电模式、感性放电模式以及介于容性和感性过渡区间下的电子浓度和温度并进行了系统比较。CCEP在低输入功率下实现容性放电,等离子密度极低(～10~9 cm-3),平均电子温度较低（0.4～0.5 eV）,而且等离子体电场与衬底表面平行,使得正离子的运动被约束在与衬底平行的方向,因此等离子体轰击极弱,从而对二维半导体材料如二硒化钨（WSe2）实现了温和、可控和低损伤的刻蚀,实验结果证明CCEP不仅能实现对WSe2的逐层刻蚀,而且能大大减少等离子体轰击造成的损伤。2、搭建了类介质阻挡放电（DBD）的放电结构,能满足日常实验室细胞实验的需求,但随着实验需求的增加,该设备无法满足动物实验的要求。因此本文继续在类DBD放电结构的基础上进行优化,改成DBD放电结构搭建了CAP射流设备,并优化了电极和石英管结构,降低了设备的起辉电压并使得放电更加稳定,将优化后的CAP射流接入人体阻抗模拟电路后,检测到的电压、电流以及射流温度都能满足动物实验的安全要求,使设备满足日常实验室细胞实验和活体动物实验的需求;并测量了该射流的成分为后续研究其杀伤癌细胞机理打下基础。3、通过研究SUM149细胞在CAP介入前后的增殖变化,确定CAP对SUM149细胞有抑制作用;通过对细胞内含物的检测以及透射电镜的表征,发现CAP处理过的细胞形态不完全符合细胞凋亡的早期特征;本文检测了铁死亡特征蛋白、发现使用铁死亡抑制剂孵育细胞后能抵抗CAP对细胞的杀伤,确定CAP杀伤SUM149细胞的形式是诱导细胞铁死亡。