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SiC一维纳米材料因其较好的场发射性能，稳定的化学特性以及优异的电子亲和性，故可作为极端环境的场发射阴极材料。经元素掺杂后，可进一步增强其场发射性能，降低开启与阈值电场。本文系统研究了N掺杂SiC一维纳米材料，Ce掺杂以及Ce/N共掺杂SiC纳米线的掺杂工艺，并在大量SEM、TEM、XRD、XPS以及场发射性能测试的基础上，优选了掺杂工艺参数。利用材料分析软件(material studio)中的Castep模块对经元素掺杂后SiC的能带结构进行计算，通过计算结果分析，解释了经N、Ce以及N/Ce共掺杂后场发射性能增强的原因，并提出了新的场发射机理模型。主要结果如下: 系统研究了不同渗氮温度与不同渗氮时间对SiC纳米线中氮掺杂量的影响，并根据场发射性能测试优选了掺杂工艺:当渗氮温度为800℃，渗氮时间为180min时有最优的场发射性能，此时开启电场为0.8 V/μm，阈值电场为4 V/μm。对不同氮掺杂量以及不同氮取代位置的SiC晶体进行第一性原理模拟，结合场发射性能测试以及产物的XPS分析结果，确定了氮原子在SiC晶格中的替代位置。 在N掺杂SiC纳米线最优掺杂工艺的基础上，制备了具有优异场发射性能的氮掺杂SiO2包覆SiC同轴纳米电缆，其开启电场与阈值电场分别为0.60 V/μm和3.38 V/μm。随后根据未掺杂与氮掺杂SiC@SiO2同轴纳米电缆场发射FN图的分析，提出了基于半导体场发射特性的场发射三段模型理论——包括起始阶段、饱和阶段与增长阶段。三段的划分可归因于总的场发射电流是由导带电流与价带电流构成，并且价带与导带中电子逸出几率随着外电压增加的变化速率不同。 制备了具有优异场发射性能的Ce掺杂SiC纳米线，不同Ce掺杂浓度会使SiC的场发射性能得到不同程度的增强，当Ce(NO3)3的掺杂量为0.66 g时，具有最优的场发射性能，其开启电场为2.3 V/μm，阈值电场为4.4 V/μm。根据第一性原理的能带结构模拟结果显示随Ce掺杂量的增加，在导带底与价带项引入掺杂能级，导致带隙的宽度不断变窄，从而使SiC纳米线价带中的电子更容易跨越禁带，并从材料的表面逸出，使场发射性能得以增强。解释了场发射性能增强的原因。 采用化学气相沉积与气相掺杂两步法制备出氮与铈共掺杂SiC纳米线，并根据场发射性能测试优选了掺杂工艺参数，在Ce(NO3)3掺杂量为0.66 g，氮掺杂温度为800℃，掺杂时间为180 min时，具有最优场发射性能，其开启电场与阈值电场分别为0.9 V/μm与4.4 V/μm。与此同时，探究了铈与氮共掺杂SiC纳米线场发射性能的增强原因。