场发射显示器是最具潜力能提供优质图像和综合性能的平板显示器之一。在场发射显示器的研究过程中,对阴极研究的热度一直不减。其中,碳纳米材料及其复合薄膜被认为是一种极具研究价值的场发射阴极材料。本文研究碳纳米材料及其复合薄膜的场发射性能,首先,对纯碳纳米墙的场发射性能进行了研究,另外,为获得性能优异的场发射材料,将二氧化钛/碳纳米管复合阴极涂覆到三维泡沫镍上,得到高性能的阴极材料,具体为:（1）碳纳米墙的场发射性能研究通过热丝化学气相沉积法（HFCVD）制备了具有场发射性能的碳纳米墙（CNWs）,同时通过调控反应气体组分的比例,制备出了不同形貌的CNWs,并对各个样品进行了场发射性能的测试。结合表征结果分析了不同形貌的CNWs场发射性能不同的原因,为提高碳纳米墙场发射性能的后续研究提供了一定的参考。（2）高性能二氧化钛/碳纳米管复合薄膜在泡沫镍衬底上的场发射性能研究为了提升碳纳米材料的场发射性能,通过将二氧化钛/碳纳米管（TiO₂/CNTs）复合物涂覆在三维泡沫镍（Ni-F）基底上,我们得到了性能十分优异的场发射阴极。通过对比TiO₂/CNTs在三种不同的衬底（泡沫镍、铝片和ITO玻璃）上的场发射性能的结果,我们得出TiO₂/CNTs在泡沫镍基底上场发射性能优异的原因:1.TiO₂/CNTs复合物微薄膜的形成增强了边缘效应,同时微薄膜和泡沫镍多级结构的存在,也有效地削弱了场屏蔽效应,两个效应同时作用,使得制备而成的场发射阴极表现出了十分优异的场发射性能;2.由于引入了化学性质稳定且具有抗氧性的二氧化钛层,复合材料的功函数得以降低,同时由于采用了具有良好粘附性、高比表面积和低接触电阻的三维泡沫镍衬底,使得这种性能得到极大提升的场发射材料在真空器件中成为极具潜力的复合材料。