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碳纳米管(CNT)以其独特的结构、优异的力学性能、热学性能、稳定的化学性能、独特的电子输运性能等特性成为纳米科学与技术领域中的国际研究热点。预计碳纳米管在场发射显示器、X射线管、新型照明光源及其电学互联、储氢、以及新型复合材料等领域将具有重要的应用前景。对于碳纳米管冷阴极的研究必然涉及到碳纳米管与电极的接触问题。多年来人们采用各种方法和手段以降低碳纳米管与电极的接触问题，但是如何实现稳定、可靠、可重复的碳纳米管与电极间的良好电学接触仍然是人们关注的重要课题。
本论文针对改善碳纳米管和衬底电极电学接触这一问题，开展的研究工作和取得的成果如下：
1、为分析CNT场发射界面接触问题，建立了双势垒模型，分别计算并比较了电子在CNT与衬底界面的隧穿几率及CNT表面隧穿几率。结果表明当电子界面的隧穿几率大于电子表面的隧穿几率时，场发射电子不受界面电子供给条件的控制，场发射规律遵循F-N规律。当电子在界面势垒的隧穿几率小于在表面的隧穿几率，场发射电子受界面电子供给的限制，场发射偏离F-N规律。
2、为了验证以上结论的正确性，本论文设计人为引入不同厚度的SiO2层作为绝缘势垒，并在绝缘层上生长CNT。通过比较场发射特性，实验发现CNT场发射规律在高场下受界面势垒的调制，偏离F-N曲线。其转折点随着势垒厚度的增加而向低场方向移动，与上述分析结论一致。并认为界面势垒是引起CNT场发射高场下出现饱和的因素。
3、为了改善CNT与衬底电学接触，发展了一种CNT加银颗粒混合球磨的方法。通过球磨方法，由钢球挤压纳米银颗粒，银颗粒挤压CNT，使CNT和衬底之间形成紧密牢固的接触，减少了界面的接触电阻，因而大大改善了界面的电学接触特性。同时由于银颗粒的挤压，能使部分CNT形成垂直分布，增加了场发射点，有利于场发射性能的改善。球磨法不需要昂贵的仪器设备，工艺操作简单，不受特殊条件限制，并适合于大规模生产CNT场发射冷阴极。
4、电泳组装CNT是一种获得大面积CNT场发射冷阴极的简便方法，但存在CNT和衬底接触的不牢固问题。为改善CNT与电极间的电学接触，本论文采用在电泳CNT阴极表面，电镀覆盖Ag的方法，有效改善了CNT与电极的接触，并提高了CNT与衬底接触的牢固性。有效的改善CNT场发射性能。