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一维碳纳米材料因为其独特的力学、电学、热学等特性以及化学稳定性,而在许多领域显示出了良好的应用前景,特别是其优异的场发射特性和电输运特性最具应用潜力。为研究一维碳材料电输运性质和场发射性质,本工作在钨丝衬底上用等离子体增强的热灯丝化学气相沉积(PECVD)方法,以甲烷和氢气为反应气体,制备出了低密度、准直的碳纳米管(CNT)和碳纳米纤维(CNFs),其生长密度小于106/cm2,长度6-30 μm,直径60-100 nm。并采用自制的双探针SEM系统,对所生长的单根碳纳米纤维作了场发射特性的研究。结果表明,碳纳米纤维的场发射开启电压约为5 V/μm,相应的发射电流达到20 μA/cm2,其场发射性能略逊于碳纳米管的场发射性能,同时,对不同长度的碳纳米纤维及单根碳纳米纤维不同位置的场发射研究表明,场发射电流的大小不仅与材料本身的功函数、外电场场强、材料的微观结构以及宏观的几何结构有关,而且电子在输运过程中所受到的散射也是决定场发射电流大小的关键因素。同时,利用自制的双探针扫描电子显微镜测试系统,对准直、大直径的多壁碳纳米管的电学性质进行了研究,在保证良好欧姆接触的基础上获得了很大的传输电流,最大电流密度为107 A/cm2。测得的电导远高于目前通过两点法、四点法或多点法测得的传输电导。而目前常用的测试方法(多点法)弊端在于只能使碳纳米管的最外层形成良好的电学接触,所以测得的电流都不超过单壁管的最大理论传输电导即2G0。此外,不同点测得的I-V曲线重合也验证了多壁管的弹道传输。经过我们对结果的分析与一些理论计算,表明我们测得的多层管壁参与的多通道弹道传输是可能的,并且可能在纳电子等领域有很多潜在的应用价值,如作为内连线等。