碳化硅（SiC）材料以其独特的结构和优异的力学、光学、电学、场发射、光催化等性能,被广泛应用在复合材料增强、电子器件、显示器件等领域。SiC纳米材料作为SiC材料的一个重要部分,除具备体材料的优异性能外,还拥有自身特异的光、电、磁、场效应,使其在真空微电子、微纳结构器件等领域具有广阔的应用前景。本论文以高能微波技术合成的SiC纳米线为研究对象,以提高或改善SiC纳米线的场发射特性为目标牵引,通过催化剂的引入实现SiC纳米线的优势合成,并对其生长过程和场发射的影响因素进行相应的解析和评价。开展的主要研究及所得结果如下:（1）利用高能微波技术直接辐照由人造石墨、硅粉、二氧化硅粉组成的三组份原料,可快速高效的获得大量灰绿色物质。经X-射线分析技术（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）、透射电镜（TEM）等分析测试方法检测后发现产物是由纳米线、纳米棒、微晶及部分未反应的原料组成的混合物,对纳米线进行形貌、结构、成分的表征可证实其为圆柱状SiC/SiO_x同轴结构,芯部SiC含有大量的堆垛层错、氧空位等结构缺陷。光致发光（PL）特性的研究结果为:室温条件下,用240nm的激发光照射样品,在390nm处会出现一个强的发射峰,表现出明显的蓝移现象。场致发射（FE）特性的研究结果为:室温条件下,测量产物在高电压作用下的电流电压（U-I）值,经F-N公式计算后绘制J-E曲线,从曲线中可以得出样品的开启电压Eto约为0.25V/μm。上述结果表明高能微波辐照技术合成的圆柱状SiC/SiO_x同轴纳米线具有突出的PL特性和FE特性。（2）利用催化剂辅助高能微波技术合成SiC纳米线。催化剂的添加方式有两种:一是以金属粉末的形式直接加到三组份原料中;另一种是通过金属盐溶液浸泡基板一段时间,于空气环境中自然风干,在基板表面形成一层金属盐薄膜,再将该基板放在装有三组份原料的坩埚上方。结果表明:合适催化剂的引入对产物的合成起积极作用,其中,Fe和Ni的存在对实现产物尺寸的均一化和纯净性、结构的新颖性、性能的优越性等具有非常重要的作用。值得注意的是,以含(Fe（NO₃）₃薄膜的基板催化得到的产物表现出最优的形貌、结构和性能优势,其产物完全由纳米线组成,这些纳米线尺寸均匀、形貌一致、直径集中在1OOnm左右,具有超长尺寸特点,且为SiC/SiO_x同轴纳米线,芯部SiC呈现出特殊的试管刷状结构。对催化得到的样品进行性能分析可知:1、PL特性:金属粉末直接催化得样品的PL发射峰集中在387nm附近;含催化剂基板催化得样品的PL发射峰出现更进一步的蓝移,约在380nm处,初步分析其原因可能是由于新结构中SiC芯与SiO_x壳之间的接触面积增大,界面处存在更多的结构缺陷和大量悬挂键所致。2、FE特性,对于金属粉末直接催化的样品,表征FE特性的E芯o值不仅没有降低反而增大,其原因在于金属单质完成催化使命后仍留在纳米线顶端,在电子的发射过程中,对于电子的运动起屏蔽作用,因此抑制了 FE特性。但含(Fe（NO₃）₃薄膜的基板催化的样品经测量计算后发现其Eto和Ethr的值分别为0.2和2.1 V/μm,如此低的开启电压和阈值电压表明新型试管刷状SiC/SiO_x同轴纳米线具有优异的场发射特性。（3）初步探讨微波场中含(Fe（NO₃）₃薄膜的基板催化合成新型试管刷状SiC/SiO_x同轴结构的过程,以及含铁物质的运动轨迹。在微波等离子体作用下,Fe元素的状态在纳米线的形成过程中不断发生变换。在此过程中,Fe有两个去向,一是扩散和挥发到微波炉的谐振腔中,二是结合和沉淀形成液态Fe（L）充当催化剂,其中作为催化剂的Fe（L）在微波等离子体作用下将会发生气液固三种状态的循环,在此过程中Fe不断的发生消散直至基本耗尽,由此实现催化剂的自我净化。形成的新型试管刷状SiC/SiO_x同轴纳米线的特点为:大量发射位点、大长径比、小曲率半径、SiC/SiO_x异质结,此外,催化剂的自净化有效的解决了金属元素对电子的屏蔽作用。上述条件在最大程度上满足了场致发射电子的发射需求,从而使得试管刷状SiC/SiO_x同轴纳米线拥有优异的FE特性。