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本文主要研究了利用不同的C源和N掺杂剂,采用化学气相反应法制备了高质量的N掺杂SiC一维纳米材料,并探索了聚合物直接裂解法制备SiC/SiO2同轴纳米电缆及N掺杂SiC/SiO2同轴纳米电缆,并对不同工艺条件下所得产物的生长机理进行了探讨；采用场发射测试系统对产物进行了场发射性能测试；利用基于密度泛函理论的第一性原理赝势法分析了N掺杂对产物场发射性能的影响机理。主要研究结果如下：以Si/SiO2混合粉体为Si源,以同时提供C源和N源的C3H6N6为掺杂剂,采用化学气相反应法制备了N掺杂SiC一维纳米材料。研究了原料m(Si/SiO2):m(C3H6N6)质量比、合成温度、保温时间等对产物形貌及场发射性能的影响规律,并对其生长和对场发射性能影响的机理进行了探讨。得到的优选工艺为：原料m(Si/SiO2):m(C3H6N6)质量比1：3、合成温度1250℃、保温时间25min。优选工艺条件下所得产物纯度较高,直径尺寸均匀,大约为80nm,长度可达数十微米,纳米线为具有立方结构的β-SiC单晶,其开启电场和闽值电场分别为1.5V/μm和3.5V/μm。以Si/SiO2混合粉体为Si源,以同时提供C源和N源的CO(NH2)2为掺杂剂,采用化学气相反应法制备N掺杂SiC一维纳米材料。研究了原料m(Si/SiO2):m(CO(NH2)2)质量比、合成温度、CO(NH2)2保温温度等对产物形貌及场发射性能的影响规律,并对其生长和对场发射性能影响的机理进行了探讨。得到的优选工艺为：原料m(Si/SiO2):m(CO(NH2)2)质量比1：3、合成温度1250℃、CO(NH2)2保温温度250℃。优选工艺条件下所得产物纯度较高,直径尺寸均匀,大约为80nm,长度可达数十微米,纳米线为具有立方结构的β-SiC单晶,其开启电场和阈值电场分别为1.9V/μm和4.0V/μm。以PCS或PCS和C3H6N6为原料采用聚合物直接裂解法,在1200℃下保温2h制备出大量的β-SiC/SiO2及N掺杂β-SiC/SiO2同轴纳米电缆,该种电缆纯度较高,表面均匀,长度可达数十微米,而且由直径为30-60nm的单晶p-SiC暗色核心和厚度为15-20nm的非晶Si02亮色外壳组成。对PCS裂解机理和SiC/SiO2同轴纳米电缆生长机理进行了探讨。场发射测试结果表明,β-SiC/SiO2纳米电缆的开启电场和阈值电场分别为3.2V/μm和6.5V/μm,而N掺杂β-SiC/SiO2纳米电缆的开启电场和阈值电场分别为2.5V/μm和5.3V/μm,相比未掺杂的纳米电缆来说,分别降低了0.7V/μm和1.2V/μm。采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势法分别对本征SiC纳米线和N掺杂SiC纳米线进行模型构建和计算,结果表明,掺N后SiC纳米线的禁带宽度变窄,导致价带中的电子更容易向导带跃迁,使导带中的自由电子浓度大大增加,从而增多了电子的跃迁数量,从理论上解释了N掺杂SiC纳米线场发射性能增强的原因。