碳纳米管具有优异的场发射性能,可以作为场致发射冷阴极。对碳纳米管冷阴极材料的研究具有很强的科学探索性和广阔的应用背景。本文主要研究了碳纳米管冷阴极的制备及其场致发射性能。对本文中制备得到的碳纳米管场发射冷阴极的场发射性能研究结果表明,碳纳米管场发射冷阴极具有良好的场发射性能,其场发射电流密度可达到6.5A/cm~2,是极有希望的具有较大发射电流密度的阴极材料。本文分别采用了热化学气相沉积法和丝网印刷法制备得到了碳纳米管场发射冷阴极,在超高真空室中使用二极结构测试其场发射性能。本文采用热化学气相沉积法制备得到了碳纳米管场发射冷阴极。我们在不同衬底(表面镀有金膜的Si片,金属钼圆柱体,金属钼片,铜片,不锈钢片)上以金属镍作为催化剂制备得到碳纳米管场致发射冷阴极阵列。实验中我们还采用了一些不同的催化剂分布。利用扫描电子显微镜(SEM),我们对样品表面进行了形貌分析,并研究了制备得到的碳纳米管场致发射冷阴极阵列的场发射特性。我们采用真空热丝蒸发镀膜的方法在镀有一层金膜的硅片衬底上蒸镀一层催化剂金属镍膜,之后采用热化学气相沉积法制备得到了具有较大电流密度(6.5A/cm~2)的碳纳米管场发射冷阴极。我们分析了不同催化剂金属镍薄膜膜厚对制备得到的碳纳米管以及相应场发射特性的影响。我们使用扫描电子显微镜(SEM)对高温下催化剂金属镍膜经过氢气还原后形成的镍颗粒和CVD后生成的碳纳米管进行了表征,并测试了碳纳米管冷阴极的场发射特性。我们认为实验获得较大电流密度,主要是由于金膜的使用、合适的镍点膜厚和相对面积较小的碳纳米管冷阴极发射区域。我们还对CVD法制备的碳纳米管冷阴极场发射前后进行了比较,发现场发射对碳纳米管的形貌和分布产生了较大影响,使得其场发射性能发生变化。本文使用丝网印刷法制备得到了碳纳米管场发射冷阴极,对碳纳米管粗品的纯化、丝印浆料的配制、丝印工艺和样品的烧结等工艺进行了研究。我们利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对制备得到的碳纳米管阴极进行了形貌分析,研究了其场发射特性,初步得到了一种制备具有较好场发射特性的阴极的工艺,并与采用热化学气相沉积法制备得到的碳纳米管阴极进行了比较。