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SiC纳米线是典型的第三代宽禁带半导体材料。除了SiC本身高熔点、高硬度、良好的热稳定性、优异的力学性能和高温性能外,SiC纳米线还能够在高频、高功率和强辐射等极端环境被应用。优异的物理化学性能及特殊的纳米结构使SiC纳米线在场发射阴极材料领域占据不可替代的位置。然而,SiC纳米线的场发射性能并不能满足其作为场发射阴极材料的使用需求。因此,本课题组以提高SiC纳米线的场发射性能为目的,对SiC纳米线分别进行Al、Al/N共掺杂研究,以期获得具有优异场发射性能的Al掺杂SiC纳米线和Al/N共掺杂SiC纳米线,使SiC纳米线能够满足场发射对阴极材料的要求。通过理论计算对Al、Al/N共掺提高SiC场发射的机理进行系统深入的研究。主要研内容如下:（1）以聚碳硅烷为C源和Si源,Si粉为辅助Si源,硝酸铝为Al源,硝酸镍为催化剂,采用一步化学气相沉积法制备了原位Al掺杂SiC纳米线。研究了反应温度、原料配比及保温时间三个工艺参数对原位Al掺杂SiC纳米线的形貌及场发射性能的影响规律,优选制备工艺参数,并采用SEM、TEM等测试手段对制备产物进行表征。结果表明,Al掺杂SiC纳米线的优选制备工艺参数为:反应温度1400℃,保温时间60min,原料质量比1:0.03。此时纳米线的分布均匀,直径均一,并且具有优异的场发射性能,其开启电场和阈值电场分别低至0.9V·μm-1和3.1 V·μm-1。（2）以NH3气为氮源,对Al掺杂SiC纳米线进行N掺杂,研究了渗氮温度、渗氮时间对产物场发射性能的影响规律。优选Al/N共掺杂SiC纳米线的制备工艺参数为:渗氮温度900℃,渗氮时间180min。采用SEM、XPS等对产物进行表征,确定掺氮前后产物形貌没有明显变化,且N原子取代了C原子进入SiC晶格。与渗氮前Al掺杂SiC纳米线进行比较,渗氮后产物的场发射性能有了进一步提升,开启电场是0.4 V·μm-1阈值电场是1.9 V·μm-1。（3）以聚碳硅烷为C源和Si源,Si粉为辅助Si源,三聚氰胺为N源,硝酸铝为Al源,硝酸镍为催化剂,采用一步化学气相沉积法制备了原位Al/N共掺杂SiC纳米线。研究了反应温度、原料配比及保温时间三个工艺参数对原位Al/N共掺杂SiC纳米线的形貌及场发射性能的影响规律,优选制备工艺参数,并采用SEM、XRD等测试手段对制备产物进行表征。结果表明,制备Al/N共掺杂SiC纳米线的优选制备工艺参数为:原料质量比（聚碳硅烷:三聚氰胺）为1:2;反应温度为1350℃;保温时间为90min。此时SiC纳米线表现出优异的场发射性能,其开启电场和阈值电场分别低至0.7V·μm-1和3.2V·μm-1。（4）通过第一性原理计算,对Al和Al/N共掺杂SiC的带隙和态密度分别进行了研究,总结Al掺杂量对Al掺杂SiC带隙、N掺杂量对Al/N共掺杂SiC带隙的影响规律,探究Al、Al/N共掺杂增强SiC场发射性能的机理。