本文系统地研究了SiC纳米线的制备和场发射性能，探讨了SiC纳米线的场发射机制，简单对比了SiC纳米线与碳纳米管的场发射性能。 采用碳纳米管模板法成功合成了SiC纳米线，其关键步骤包括：用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术生长碳纳米管，然后用磁控溅射法在碳纳米管表面沉积Si原子，并在1100℃进行高温后退火处理。并能通过调节碳纳米管的制备参数控制SiC纳米线的形貌。且采用了SEM、Raman光谱、XPS等手段对合成的SiC纳米线进行了表征。 制备的SiC纳米线具有较好的场发射性能，开启电场约为8.0V/μm，阈值电场约为13.0V/μm。由于SiC纳米线的定向性很差，据此指出SiC纳米线除了顶端可以发射电子外，其侧面也能参与场电子的发射。 对不同形貌的SiC纳米线场发射性能的研究表明，在SiC纳米线定向性不好的情况下，长径比并不是影响场增强因子的最关键因素。SiC纳米线的场发射Ⅰ-Ⅴ曲线存在两类不连续性。一类不连续性与碳纳米管是否完全转变成SiC纳米线有关；另一类是一种场发射电流的量子化现象，是由电场渗透和量子限制效应共同导致的。由此，提出了一个SiC纳米线的场发射机制：由于电场的渗透作用，使SiC纳米线的表面能带发生弯曲，这可使导带边处于费米能级以下，从而使大量电子积累在端部或侧边，由于量子限制效应使这部分电子的能量发生量子化；不同电场强度下，电子在各能级间的布居情况显著不同，且不同能级上的电子透射系数相差较大，由此导致了发射电流的量子化现象。 不同阴阳极间距对SiC纳米线场发射性能有较大影响。阴阳极间距增加有效发射面积也随之增加，最后趋于一个常数，而且场增强因子与阴阳极间距也有类似的依赖关系。 场发射过程中SiC纳米线在高电场的作用下出现了负微分电导现象，并提出了一个碰撞离化模型进行了解释。场发射时，电子在强的电场作用下会形成过热电子，在SiC纳米线的输运过程中会碰撞杂质中心和晶格并使他们离化，这使SiC纳米线的电导率显著变大。因此在大的场发射电流情况下降落在真空和SiC纳米线上的分压不再随高压源的输出电压升高而升高，相反由于输出电压大部分降落在保护电阻上，反而降低，由此出现了负微分电导现象。此外碰撞离化模型还可用来解释SiC纳米线场发射过程的电子供应机制。 对比相似形貌的SiC纳米线和碳纳米管的场发射性能表明，SiC纳米线具有更低的开启电场，在假设他们具有相同的场增强因子后，通过碳纳米管的功函数估算了SiC纳米线的有效功函数，发现其功函数比碳纳米管低很多，约为2.0eV。