激光PLD法制备的ZnO:Ga薄膜表面形貌及其生长模型分析

激光溅射沉积制备的ZnO:Ga薄膜表面形貌分析 本研究论文深入探讨了利用激光脉冲沉积（Laser Pulsed Deposition, PLD）技术制备的ZnO:Ga（GZO）透明导电薄膜的表面形貌特性。GZO薄膜的生长过程是非平衡态下的，其表面结构表现出自仿射分形特征，这是一种高度相关的复杂几何模式，对于理解薄膜生长机制具有重要意义。自仿射分形可以通过高度高度相关函数（Height-Height Correlation Function, HHCF）来量化描述，这种函数能够揭示表面粗糙度的统计性质。 作者通过原子力显微镜（Atomic Force Microscopy, AFM）获取GZO薄膜的表面高度数据，进行了详尽的定量分析。HHCF的三个关键参数W、ξ和α被计算出来，它们分别代表了表面粗糙度的尺度依赖性、方向性和强度。通过对这些参数的测量和解析，研究者发现所制备的GZO薄膜生长过程符合Kuramoto-Sivashinsky生长模型，这是一个描述表面粗糙度随时间演化和扩散现象的数学模型，常用于解释非线性动力系统中的不稳定行为。 这项研究不仅提供了关于GZO薄膜生长机制的新见解，而且为优化薄膜的制备工艺和控制其表面形貌提供了重要的理论依据。在实际应用中，对于透明导电薄膜如GZO，其表面形貌对器件性能，如电导率和光学透过率有着直接影响。因此，了解其生长过程中的形貌变化规律，对于提升薄膜质量和技术性能具有显著的价值。未来的研究可能进一步探索如何通过调控生长条件来调控这些参数，以实现对薄膜表面形貌的精准控制。