目前平板显示日益成为显示技术的主流,场发射显示技术逐渐展现出优越性,实现阴极射线管显示平板化的最可能方案之一。碳纳米管的发现给场发射领域带来一股强劲动力,其优异的电学、力学、磁学性能,可以在很多领域得到应用。尤其是它具有较大的长径比,较低的功函数,良好的导电性和纳米尺寸的曲率半径,被认为是一种优异的场发射候选材料。但是碳纳米管场发射的机制还没有完全揭示出来,碳纳米管的场发射并不完全遵循传统的场发射理论。碳纳米管场发射的温度依赖特性是探索碳纳米管的场发射机制的一个可能途径,同时也是探索碳纳米管在传感器等领域应用的基础;研究生长在不同金属衬底上的碳纳米管对探索电子在碳纳米管上的场发射过程也有一定帮助。本文介绍了碳纳米管场发射阴极,其中包括碳纳米管的结构,电学特性,合成与制备,碳纳米管的掺杂以及碳纳米管的场发射。我们利用HFCVD的方法在不同金属微尖上生长了碳纳米管,并对不同温度下钨丝和钢丝上生长的碳纳米管的场发射特性进行了比较,发现碳纳米管的发射电流随温度的升高而变大。钨丝上生长的单根和多根碳纳米管在变温下的场发射特性也不同,单根碳管的场发射曲线基本为直线,随温度升高曲线斜率绝对值减小,而多根碳纳米管则由于直径存在一定分布,在不同温度时参与场发射的分布不同,导致场发射曲线呈现弯曲,而且温度越高,弯曲越明显。不同金属衬底生长的多根碳纳米管在变温时变化特性不一样,对于钢丝衬底,其场发射曲线没有出现非线性,而对于钨丝衬底,其场发射曲线在低压区域出现非线性。不同金属与碳纳米管之间的接触势垒的大小也可能会对场发射有影响。本文还对金属衬底上生长的碳纳米管进行了电化学掺杂,试图对碳纳米管的电学特性进行修正,但是掺杂后样品的发射电流减小,有可能因为参与场发射的碳纳米管的数量减少,发射面积减小所致。但是掺杂后场发射曲线斜率绝对值降低,说明掺杂可以降低碳纳米管的功函数,提高场发射性能,但是掺杂工艺还需改进。