真空电子器件广泛的应用于通讯、医疗、航空航天等各个领域,但目前缺乏对真空电子器件内部真空监测的有效方法。本文在课题组已有微型碳纳米管低压传感技术研究的基础上,对多种气体(包括惰性气体)的传感性能进行了实验研究,不仅丰富了碳纳米管低压传感器的功能,还对拓宽碳纳米管气体传感器的应用范围进行了探索,包括真空设备检漏应用。本文主要有以下三个方面的内容:(1)首先是利用热化学气相沉积法并结合阳极化技术来制备碳纳米管。通过SEM对制备的碳纳米管样品进行结构表征,结果表明:在生长压力8 Torr、时间10 min的条件下,制备的碳纳米管分布均匀,场发射测试表明具有稳定的发射性能。(2)将制备好的碳纳米管进行传感性能的测试。测试氩气、氦气、氧气和水汽四种不同气体的传感性能,研究结果表明:碳纳米管传感器对惰性气体具有明显的传感效应,测试电流随真空系统压力的升高逐渐增大。碳纳米管的晶体性对惰性气体的传感不产生明显的影响。对水汽和氧气的测试提供了大气存储条件对碳纳米管样品性能的影响。(3)对惰性气体的传感机制进行理论分析。研究结果表明:氩气物理吸附在碳纳米管的表面会在吸附位置产生一个势阱,这相当于减小电子隧穿的势垒宽度,有助于电子发射,而氦气也有类似的结论。对传感器的应用性测试表明它能够持续稳定的工作而且有比较高的准确度。