【结题摘要】场致发射冷阴极材料作为真空微电子器件电子发射源的关键和核心，发展长寿命、高性能和高稳定性场发射冷阴极材料则是真空微电子学研究的重点和热点之一。基于层状结构复合以及薄膜构筑技术复合的设计理念，兼顾"非晶碳膜低电子亲合势和高机械强度+碳纳米管高场增强因子+石墨烯超高电导率"协同效应及碳基低维材料多尺度可剪裁性，采用磁控溅射、等离子体增强CVD以及电弧放电系统（或电沉积和自组装技术）复合沉积技术，重点突破跨尺度多界面石墨烯-碳纳米管-非晶碳基冷阴极复合体系的可控构筑，设计制备出高效、长寿命和高稳定性的新型碳基冷阴极复合体系。阐明碳基不同组元性能协同性和跨尺度界面结构增强效应与场发射性能之间物理关系，揭示跨尺度界面调控如何影响器件宏观行为，深层次诠释跨尺度界面结构与电子输运、场致电子发射机制及电流衰减规律。为高性能碳基冷阴极复合材料的设计和可控制备提供了新途径。