石墨烯（graphene）,一种新型的二维纳米材料,是由单原子厚的片状碳原子构成,密集排列成蜂窝晶体状结构。石墨烯优异的载流子迁移率和高长径比的特质,使其能成为场发射材料的最佳选择之一。石墨烯作为良好的场发射材料,虽然利用化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition,CVD）制备石墨烯阴极可以形成凸起和尖锐的边缘,但是表面大部分也较为平整。而氧化锌良好的化学稳定性加之可形成不同形态的晶体结构,使得氧化锌可成为场发射材料的另一个良好选择。考虑将石墨烯和氧化锌的复合,会更好地改善阴极场发射的性能,因此论文开展了石墨烯/氧化锌复合阴极场发射性能的研究。本论文的主要研究内容如下:首先采用CVD法制备大面积单层结构的石墨烯薄膜,研究石墨烯阴极的场发射性能,并探讨沉积参数的改变对场发射性能的影响。实验表明生长温度为1030℃时,获得的石墨烯薄膜质量更好,有着更高的发射电流密度。生长时间为5 min石墨烯薄膜有着更好的场发射性能,场增强因子可达到1316.6,其原因在于随着生长时间的延长石墨烯表面的面积会扩大并集聚成平整薄片,而时间最短的5 min由于未形成连续的石墨烯片,会产生凸起和尖端,导致发射的性能更好。再将石墨烯转移到氧化铟锡（ITO）上,制备石墨烯/PEDOT:PSS修饰的有机发光二极管（Organic Light Emitting Diode,OLED）器件以及PEDOT:PSS做空穴修饰层的OLED器件。然后基于CVD和湿法转移的方法,结合溶胶-凝胶法和水热法合成石墨烯/氧化锌复合薄膜。通过改变反应物的浓度,反应时间以及反应温度来合成不同形貌的复合薄膜,结果表明反应浓度为10 mM,反应时间为4 h以及反应温度为95℃时,场发射性能更好,开启场为3.25 V/μm有着更高的电流密度,电流密度达到1.5mA/cm²。场增强因子最大可达4735.02,相较于单纯石墨烯阴极的场发射电流密度和场增强因子都有了较大的提升。最后通过改变不同基底,分别在铜箔基底上以及ITO上生长氧化锌纳米阵列,并比较不同基底上薄膜的形貌特征。进一步说明在SiO₂/Si基底上石墨烯与氧化锌结合效果更好,形貌结构更利于阴极场发射的研究。基于以上的分析,本论文先利用CVD法制备石墨烯薄膜,并研究单纯石墨烯的场发射性能,再利用湿法转移法将石墨烯转移到二氧化硅/硅（SiO₂/Si）上,通过旋涂氧化锌种子溶液与水热法相结合的方式合成氧化锌纳米阵列,制备出石墨烯/氧化锌复合薄膜,并研究了复合阴极的场发射性能。