自从碳纳米管发现以来,其独特性能已被广泛研究。碳纳米管具有大的长径比、很小的曲率半径、优良的机械强度以及良好的导电性,使其成为优良的场发射体,但受其寿命及稳定性的制约,碳纳米管在场发射领域的应用只限于实验室研究,没有商业化产品。很多研究人员试图用宽禁带半导体材料与碳纳米管复合来改善其场发射性能,并取得了积极进展。二氧化钛是一种宽禁带半导体材料,具有良好的化学稳定性、热稳定性以及机械稳定性,本文的工作是将碳纳米管与二氧化钛纳米颗粒制备成复合材料,探索这种方法对提高场发射性能的可行性。　　 本文从碳纳米管薄膜的制备技术出发,提出了一种新的制膜方法-擦涂法,这种方法的优点是简单、室温下操作、低杂质引入、能够制备大面积薄膜,而且这种方法能够将碳纳米管与二氧化钛纳米颗粒按照一定的比例混合,实现确定比例的掺杂。用SEM、TEM以及Raman谱对薄膜的形貌与结构进行了表征。　　 利用二极结构对碳纳米管薄膜以及碳纳米管-二氧化钛复合薄膜的场发射性能进行了研究。发现碳纳米管+(7～10wt.％)二氧化钛复合薄膜的场发射性能与纯碳纳米管薄膜相比有较大改善,开启电场由2.5 V/μm降低到1.3 V/μm,阈值电场由4 W/μm降低到3.1 V/μm,场发射的均匀性与稳定性也有显著改善。　　 将碳纳米管-二氧化钛复合薄膜应用到电离真空规上。这种电离规采用三极结构,实现了离子流在3×10-5～2×10-2Pa范围内的近似线性响应,灵敏度约为3.36Pa-1。这种电离真空规具有体积小、低能耗的特点。