利用化学气相沉积(CVD)法,以甲烷为碳源在管式炉中合成了单体石墨纤维(MGF)。选取长度为3.426 mm,顶端球面半径为11.26μm的单体石墨纤维直立于圆铜片上作为阴极,以导电ITO玻璃作为阳极,采用二极管结构在真空室中进行直流场发射测试,证实MGF的开启场强为0.477 5 V/μm。基于有限元仿真软件ANSYS进行电磁场分析,计算了MGF在不同电压下的有效发射面积。结果表明,当电压为5.36 kV时,MGF达到最大发射面积为796.226μm~2,在实验测量电压范围内,平均发射电流密度可以达到46.069 A/cm~2,单体石墨纤维具有良好的场发射特性。