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采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法在圆形Mo片基底上制备不同类型的金刚石薄膜作为阴极，首次在高达85V/μm的微波电场下研究各种金刚石薄膜材料的脉冲发射特性。通过激光Raman光谱、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和霍尔效应测试仪分析金刚石薄膜的组成结构和半导体性质，并在脉宽3.2μs、峰值场强极值85V/μm的微波场及10-5Pa真空环境条件下测试分析所得金刚石膜的电子发射特性。 材料微观分析表明制备得到的分别为本征、P型和N型的微米晶金刚石薄膜，其中N型薄膜中含有纳米金刚石相，本征薄膜结晶度和晶粒尺寸随CH4浓度升高而增大，P型薄膜随掺B量增大晶粒先增大，再减小，薄膜中非金刚石相增加;N型薄膜中，少量N原子掺入使载流子浓度显著增大，薄膜的质量略微下降，而掺N量过多时，载流子浓度增加不多，但薄膜质量迅速下降;随微波功率的增加，薄膜晶粒取向性变弱，同时石墨相增多，并在表面进行团聚。阴极发射测试结果表明在微波场脉冲发射下，本征薄膜和空白Mo样品发射电流密度相差不大，P型薄膜比之有明显提高，N型薄膜发射性能最佳，发射电流密度可达850mA/cm2，有效功函数也最低。拟合出的F-N曲线(Fowler-Nordheimcurve)都呈直线，符合场发射规律，而且发射前后薄膜的表面状态和气压基本没有变化，表明薄膜在微波脉冲电场下的发射机制是冷阴极场发射。