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碳纳米管阵列用于行波管冷阴极具有显著的优越性。本文通过对碳纳米管束阵列结构进行仿真优化，获得理论上最优的碳纳米管微束阵列的束间距为其高度的1.5倍。根据仿真结果结合行波管的特定要求，制备出相应结构的定向性好、排列整齐的碳纳米管微束阵列：样品的场发射测试结果表明，其最大电流密度可达1.352A/cm2，总发射电流达到388mA，可以满足部分行波管的要求。