本发明涉及一种利用类金刚石薄膜(DLC)提高碳纳米管(CNT)场发射性能的方法。所述方法在CNT表面包覆DLC，从而提高CNT的场发射性能。DLC薄膜具有负的表面亲和势特性，可以改变CNT的表面性质，降低CNT场致发射的开启场强，提高CNT的场发射电流密度；DLC薄膜含有碳原子sp3杂化结构成分，具有较好的机械性能，在一定程度上能够对包裹的CNT起到保护作用，提高CNT场发射性能的稳定性；该方法可以生长整齐排列的直立CNT和DLC复合材料的阵列结构，并且可以通过调控生长参数获得理想的CNT和DLC复合材料，便于实际应用。