碳纳米管(CNTs)是一维的纳米材料,具有很高的长径比.定向的碳纳米管薄膜是它们沿轴向排列的宏观有序结构,具有优异的性能和广阔的应用前景.该论文研究了定向碳纳米管薄膜的制备方法和工艺流程,实现了多壁碳管在不同基底上的大面积定向生长,最后研究了不同取向碳纳米管薄膜的场发射性能,为定向薄膜的进一步应用打下基础.采用高温裂解法使气态碳源在催化剂的表面裂解重组,制备出均匀生长的定向碳纳米管薄膜.系统研究了反应距离、反应温度和时间、通气流量、生长基底等工艺参数对定向薄膜的形态和生长的影响,并进行优化.观察到碳管在硅和氧化硅界面处的选择性生长.并且讨论了一种可能的碳纳米管生长机制.研究了不同取向(定向和随机)碳纳米管薄膜的场发射性质,显示碳纳米管薄膜有良好的场发射性能(定向薄膜开启电压仅1.7v/μm,随机薄膜开启电压2.6v/μm),是极有希望的平板显示器件的阴极材料,对薄膜场发射的均匀性、稳定性进行测量,并且考察了热处理以及不同基底对薄膜场发射的影响.