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低溫等離子體中除氣體分子、離子和電子外，還有電中性原子或原子團:
低溫等離子體中除氣體分子、離子和電子外，還有電中性原子或氧自由基，由于這種氧自由基是電中性的，其存在時間較長，并且在低溫等離子體中的數量比離子多，所以氧自由基在低溫等離子體中起著重要作用。自由基團的作用主要是化學反應過程中能量轉移的“激活”，處于受激態的氧自由基具有高能量，這樣容易與物件表面分子結合，就會產生新的氧自由基，而新形成的氧自由基則處于非穩定高能態，當轉變成更小的分子時，很有可能發生分解反應，從而產生新的氧自由基，這個反應過程可能會繼續，最終分解為水、二氧化碳等簡單的分子，而在其他情況下，氧自由基與物件表面的分子結合時，而這種能量也是引發新的表面反應的驅動力，由此引發物件表面的物質發生化學反應而除去。
由于受到物件表面的沖擊作用，會促使吸附在物件表面的氣體分子被分解和吸附，而大量電子碰撞則有利于化學反應。因為電子的質量非常小，所以比離子運動得更快。在低溫等離子體處理過程中，電子到達物件表面的時間比離子早，并且表面帶負電荷，這有利于引發進一步的反應。
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