碳纳米管表现出的优良场发射特性，使其在真空纳微电子器件中的应用受到广泛关注，因此，碳纳米管冷阴极及其应用的研究是真空微纳电子学近几年来的研究热点课题。本文从碳纳米管冷阴极在微波器件、X射线管、发光器件等方面应用的角度出发，开展碳纳米管场发射脉冲特性研究，尤其是高电流密度下的工作特性及其机理研究。 本文主要工作和进展包括：建立起脉冲测试装置和发展了脉冲场发射测试方法；对碳纳米管脉冲场发射特性进行了较系统的研究，包括碳纳米管薄膜和单根碳纳米管分别在脉冲电压驱动下电流发射特性（Ⅰ—Ⅴ特性）、响应延滞特性、大电流特性与稳定性等的研究。碳纳米管薄膜冷阴极，在10 kHz脉冲电压驱动下获得的最大电流为16 mA、电流密度800 mA/c㎡，在直流电压驱动下最大发射电流为760μA、电流密度38 mA/c㎡；单根碳纳米管，在10 kHz脉冲电压驱动下获得的最大电流为11μA、电流密度1．69×108mA/c㎡，在直流电压驱动下最大发射电流为1μA、电流密度1．5×l07 mA/c㎡。另外，还研究了碳纳米管薄膜非晶碳层对场发射特性的影响，发现非晶碳层对碳纳米管薄膜场发射特性影响较大，非晶碳层薄膜越薄，场发射大电流特性越好。