许多研究表明碳纳米薄膜的场发射 F-N曲线呈非线性，一方面由于 F-N理论应该真正适用于具有大量自由电子的平坦的金属阴极，可能不适用于各种各样的碳纳米碳膜，而这些碳膜具有无规则形态的复杂结构，场发射源和电导率也明显不同于纯金属．另一方面，当电场在一定范围内增加，高达107 V/cm时，场发射点的数量及场发射参数可能不是恒定的．另外，相当高的电场作用于样品上时，场发射电流可能要受到空间电荷效应、屏蔽效应等的限制。因而，为了更好地解释碳纳米薄膜的场发射特性，也许修改F-N理论是必要的。　　本文以碳纳米针薄膜为例对碳纳米碳膜的场发射机理进行了研究．我们提出了一个三电场区域模型，将场发射电流数据分成了三个区域，即低电场区域（非饱和电流区域）、中间电场区域（部分饱和电流区域）和高电场区域（饱和电流区域），通过修改传统的F-N理论和引入空间电荷限制电流（SCLC）模型，分别讨论了低电场、中间电场和高电场区域的碳纳米薄膜的场发射机理。　　在低电场区域，场发射电流随着电场的增加而迅速增大，考虑碳纳米薄膜的场发射点的高斯分布，对 F-N公式进行了修正，利用修改后的F-N公式IFN=CNE2exp[-Dr0/E+σ2(D/E)2/2，合理地解释了低电场区域的场发射数据；在高电场区域，场发射电流随着电场的增加而达到饱和，考虑空间电荷限制电流效应，从Child-Langmuir定理出发，得到了理论公式ISC=KSC(E-Eh)3/2，通过曲线拟合可以看出，理论公式完全符合实验曲线；在中间电场区域，场发射电流随着电场的增加而缓慢增加，出现部分饱和趋势，可视为低电场区域的F-N机理和高电场区域的空间电荷限制电流机理的共同作用，因此得到了理论公式I=k1IFN+k2ISC（0≤k1≤1，0≤k2≤1，1≤k1+k2＜2），通过调整两个参数的值，理论公式很好地符合了实验曲线。