获得电流发射阈值更低和饱和发射电流更大的场发射阴极材料是场致电子发射以及场发射平板显示中的关键问题。其中，纳米尺度的结构优化被认为是有效的降低电流发射阈值的途径之一。利用团簇束流可以可控的制备从几个纳米到数百纳米尺度的多种特征尺寸和局域起伏的纳米结构材料，从而为获得更优良的场发射显示薄膜创造可能。本文在团簇束流系统UHV-CBS上面开展了团簇束流组装薄膜的场发射性质的研究。我们制备了多种尺寸的碳团簇和BN团簇组装的纳米颗粒薄膜，并对其结构、电子结构、场发射性质进行了系统的表征，着重观察纳米尺度结构改变与薄膜场发射性质的关系，以得到组装更优良场发射阴极薄膜的线索。　　 我们发现，由于小甚至负的电子亲和势以及纳米尺度局部电场增强的原因，采用BN和类金刚石薄膜这样的宽带隙材料纳米团簇薄膜作为场发射阴极可以改善薄膜的场致发射性能。以使大多数荧光粉发光达饱和所需10μA/cm2场发射电流密度时的电场为启动电场，我们得到C团簇薄膜的启动电场为12.5V/μm，BN团簇薄膜的启动电场为6.4V/μm。而且其Ⅳ曲线满足FN描绘。高达数百的场发射增强因子辅证了团簇构成纳米岛结构是场发射的电子发射单元。　　 我们对团簇薄膜纳米尺度的结构特征与场发射的关系进行了研究，分析了团簇薄膜中纳米岛颗粒的密度、高度、直径、高径比、局域曲率等几何特征与场发射的关系，结果表明：纳米岛结构的密度和高径比是决定薄膜场发射性能的关键影响因素，纳米岛结构越密，纳米岛的高径比越大(越尖锐)，薄膜场发射的启动电压越低。更有趣的是，AFM的观察表明，是几十纳米甚至更大尺度内的局域曲率，而不是几个纳米尺度内的纳米颗粒的表面结构，影响了纳米岛的局部场发射增强。另外我们也观察到了荷能团簇沉积可以通过改善纳米颗粒与衬底接触或调整材料键合的方式影响薄膜的场发射性质。