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场致电子发射显示器(FED)具备了CRT和其它平板显示的优点，在亮度、分辨率、响应速度、视角、功耗、工作电压、色彩饱和度以及工作温度范围等方面都有优良的性能，被认为是最理想的平板显示器之一。当今FED研究的关键是寻找场致发射性能良好、制作工艺简单、经济可靠的阴极。 本论文利用微波等离子体增强化学气相沉积(MPECVD)法制备了纳米非晶碳薄膜和碳纳米管薄膜，重点探索了制备工艺条件与场发射特性之间的关系，研究了薄膜表面形貌和结构，并以碳纳米管薄膜为冷阴极研制了三极管型场发射荧光管。主要包括： 1．纳米非晶碳薄膜的制备及其场发射特性研究： 探索了在单晶Si衬底上利用MPECVD法制备纳米非晶碳薄膜的实验条件和工艺参数。研究了气体流量比、沉积温度、沉积压强、生长时间及催化剂对纳米非晶碳薄膜生长的影响，优化了薄膜制备工艺参数。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)等手段对薄膜的结构和形貌进行了分析。通过场致电子发射实验对其场发射性能进行了研究，证明制备的纳米非晶碳薄膜的场发射性能优异：其开启电场仅为0.39 V／μ m；在电场为1.85 V／μ m时，其电流密度可达3.06 mA／cm~2，发射点密度达10~4／cm~2。 2．碳纳米管的制备及其场发射特性研究： 探索了在不施加任何催化剂的条件下，利用MPECVD法在不锈钢衬底上制备碳纳米管的实验方法和工艺参数。在此基础上对碳纳米管薄膜的场发射性能进行了研究，找到了低温下原位制备场发射性能优异的碳纳米管的条件。获得的碳纳米管薄膜的开启电场为2.16 V／μ m，在电场为4.07 V／μ m时，其电流密度可达1.35 mA／cm~2。 3．碳纳米管薄膜冷阴极三极型场发射荧光管的研制： 研制出以碳纳米管薄膜为阴极的场发射三极管型荧光管。该研究工作的特点是对器件的结构进行了改进，实现了利用低熔点玻璃的一次性封装，大大简化了其封装工艺。结果表明：碳纳米管薄膜是一种优良的冷阴极场发射材料；该荧光管作为大屏幕平板显示像素管以及其他方面有一定的应用价值。