由于碳纳米管具有优良的机械和电学性能，已成为了世界各国科学家研究的热点。在碳纳米管的电学性能中，一个最重要的性能就是具有极其优异的场发射性能，这是由它稳定的化学性质，极小的曲率半径，高的热传导系数所决定的。本文的研究内容就是利用碳纳米管作为阴极发射体来研制新型高性能真空微电子场发射压力传感器。 论文首先在理论上，对碳纳米管尺寸、高度差和密度对碳纳米管阵列尖端电场的影响进行了有限元计算。在此基础上，根据Fowler—NOrdheim(F—N)理论以及碳纳米管阵列密度与其尖端电场的关系，计算得到了一定碳纳米管尺寸对应的最优碳纳米管阵列密度。结合所设计的场发射压力传感器，对碳纳米管阴极薄膜阵列化前后的电场分布进行了计算比较，计算表明，碳纳米管阴极薄膜阵列化是一种减小电场屏蔽，改善电场分布均匀性的有效方法。 为了提高器件低压范围灵敏度，扩大应用范围，提出了具有二种厚度的台阶状阳极变形膜结构。通过Arlsys有限元软件分析与鼓气法实验确定了阳极变形膜的结构参数，并且得到了外力与变形膜挠度的关系，从而初步确定了器件发射腔的尺寸。一系列的模拟和实验分析表明该台阶状结构不仅可以扩大器件低压范围的灵敏度，同时可以满足强度的要求。 设计了一种碳纳米管一硅阴极结构并采用微机械(MEMS)工艺制备。在硅基底上，采用热化学气相沉积(CVD)工艺，以Ni、Cr合金作催化剂，由C<,2>H<,2>高温分解得到多壁碳纳米管(MWCNTs)。通过选用合适的微纳制备工艺，解决了关键的碳纳米管阴极微纳结构组合和工艺兼容性问题。对得到的碳纳米管的测试表明：经过优化工艺得到的碳纳米管阴极不仅具有良好的场发射特性，而且可以满足机械结合力、热稳定性、发射稳定性等器件要求。在此基础上，为了进一步提高碳纳米管阴极的场发射性能，对碳纳米管薄膜表面进行了等离子体处理和阵列化研究。 由于单壁碳纳米管(SWCNTs)的尖端更小，可能有更好的场发射性能。所以本文也用弧光放电法制备了SWCNTs。在对产物进行分析、提纯的基础上，采用旋涂法制备了SWCNTs阴极并对其场发射性能进行了测试。测试表明虽然SWCNTs薄膜的场发射性能要优点于MwCNTs，但是由于在本实验条件下，SWCNTs与基底的结合力较差，导致其发射稳定性较差，所以不能满足器件的要求。此外，为了与传统的场发射阴极——硅尖进行比较，本文采用干法刻蚀制备了硅尖阴极，对其场发射性能也进行了测试。 在成功制备了各个分立部件基础上，根据器件的设计结构，采用阳极键合工艺和高真空粘结剂进行了器件封装，完成了碳纳米管阴极场发射压力传感器的原理性样机的制备。 对器件性能的测试表明：该器件的量程为2-550 kPa，灵敏度为0.26-8．55 nA/Pa，测试也表明器件在高压下的灵敏度更高。最后对器件的迟滞性、衰减以及真空度对器件性能的影响分别作了分析测试。