碳纳米管阴极电离规具有功耗低、响应快、没有热阴极效应等不利因素,有望解决极高真空测量难题.电离规被广泛应用于10-1Pa至最低所能达到的压力范围的测量，它是测量极低压力最灵敏的器件，也是测量超高/极高真空唯一实际可用的真空器件。根据电离电子的产生方式，电离规分为热阴极电离规和冷阴极电离规，这两种电离规在超高/极高真空的测量发展中，均遇到一些非常棘手的问题，限制了各自测量下限的延伸。例如，对热阴极电离规而言，热灯丝发射的电子打到规管栅极时会导致x射线效应和电子激励脱附效应的产生，它们最终会通过不同的形式在离子收集极上产生一个与本底压力无关的电流信号，极大的限制了电离规的测量下限;阴极的热辐射会破坏测试环境的热动平衡，致使分子密度和气压间的正比关系不再严格成立;阴极的热辐射会诱发吸附在腔室内壁上的气体解吸，造成腔室气压的变化:阴极材料的热蒸发会引起测试环境气压和化学成分的变化。冷阴极电离规虽然不存在阴极发热给极高真空测量带来的限制因素，然而传统冷阴极电离规具有非线性、不稳定性、抽速大、低压力下存在放电延迟效应、在较宽压力范围内电流与压力呈现非线性等不足之处。迄今为止，商业化的热阴极电离规的测量下限为10-11Pa.而冷阴极电离规的测量下限仅为10-9Pa。近年来，研究人员正在寻找新型的冷电子源来替代传统的热阴极，以此来克服电离规中热阴极产生的不利因素，实现超高/极高真空的精确测量。碳纳米管由于具有良好的电学特性、机械特性和化学特性等优点，在电离规中的应用也获得了众多研究者的关注，这是因为这种新型阴极具有许多传统阴极无法企及的优点。例如，在碳纳米管阴极中，电子是在外加电场作用下产生的，这就消除了热阴极发热导致热动平衡的破坏，阴极材料的蒸发等不利因素;极快的响应时间使场致发射阴极可以在脉冲电压模式下工作，这就减小了场致发射阴极遭受离子轰击的几率，从而能显著增长它的使用寿命。场致发射阴极稳定性在真空度越高的条件下越好，它的应用可以避免传统冷阴极电离规在极高真空下不易放电的缺点。因此，场致发射阴极在电离规中的应用被认为是为解决极高真空测量而迈出的关键一步。本文利用化学气相沉积技术制备了碳纳米管阵列阴极,系统研究了该阴极的场致发射特性,并初步研究了该阴极作为电离规电子源时规管的计量学特性.研究表明,碳纳米管阴极具有良好的场致发射特性,能被用作超高真空电离规的电子源;碳纳米管阴极用作IE414型BA规电子源时,电离规在2.5×10-5～5.0×10-3 Pa的压力范围内,离子流和压力成线性关系;在球形振荡器电离规中,离子电流与压力在8.7×10-6～0.01Pa的压力范围内呈现线性关系,而在更小的压力范围内,离子流和测试压力线性关系缺失,这主要是因为极小离子流测量误差所致.