金刚石具有高热导率、高击穿电压、耐辐射性佳、低热膨胀系数和良好的化学稳定性,因此被人们认为是下一代半导体器件中的重要候选之一,且金刚石薄膜（111）晶面具有负电子亲和势,即金刚石导带底的电子能级高于真空能级,并且有着稳定的物理化学特性、高的电子迁移率,是一种优良的场发射阴极材料,碳纳米片是一种二维纳米碳材料,具有优异的导电性、导热性、良好的稳定性、大的长径比、比表面积高等性质,且存在丰富的边缘,使其具有很好的场发射性能。加上碳纳米片还具有韧性好、机械强度高等出众的力学性能,使其可以作为复合材料的理想添加相,将碳纳米片与金刚石复合到一起,既可利用金刚石的介电特性提高器件场发射的稳定性,同时可利用金刚石与碳纳米片间可能存在的内场发射效应提高来复合膜场发射器件的性能;加之金刚石具有良好的导热性,也有利于器件的散热。因此如果能将金刚石与碳纳米片二者的优点相结合将会有利于提高碳纳米片的场发射性能,极有希望制备出具有更出众性能的复合材料。本文的研究工作主要是利用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）方法制备金刚石、碳纳米片以及金刚石/碳纳米片复合材料,通过对工艺参数的优化,期望能有效的提高碳纳米片的场发射性能。在实验过程中,我们利用光学显微镜（OM）场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、拉曼光谱（Raman）、X射线衍射谱（XRD）等检测手段对所制得的样品膜层的表面形貌、组成结构等进行了各种测试分析,最后利用我们实验室拥有的CS-380高真空测试台在1×10^-4Pa的高真空度下对其场发射特性进行了检测和分析。最后发现这种“金刚石/碳纳米片”复式场发射阴极,比单层碳纳米片具有更高的场发射电流密度（复式阴极的最大场发射电流密度提高3倍以上）,同时这种复式场发射阴极也比单层金刚石具有更好的场发射特性和更低的开启电场;加入缓冲层和催化剂后,碳纳米片薄膜的形貌变得更突出并拥有了更丰富的边缘,具有更大的长径比,而且各碳纳米片也更趋于与衬底表面垂直,其场发射性能也有所提高。本文的研究结果表明金刚石/碳纳片复合材料场发射阴极是一种极具潜力的高效场发射阴极。