질화갈륨 단결정 10배 대형화 나트륨 플랙스법 구사 東北대학 다원물질과학연구소의 山根久典 조교수, 島田昌彦 교수 등은 리코 중앙연구소, 미국 코넬대학과 공동으로 [금속나트륨 플랙스법=용어참조]를 구사하여, 한 변이 10밀리미터인 판상(板狀)의 질화갈륨 단결정의 육성에 성공했다. 종래보다 고순도한 나트륨이나 고순도 도가니를 사용함으로써 문제점을 개선. 판상은 결정성장을 연구 초기 플랙스법 프로세스에 비해 10배 정도 대형화시켰다. 최근, 청색발광 다이오드 등의 기판으로 주목을 모이고 있는 질화갈륨. 그 단결정 육성법으로서는 초고온 초고압 하에 의한 갈륨 융액으로부터의 제작방법 등이 알려져 있다. 기판을 사용하지 않는 고품질 단결정 제작방법이 되는 나트륨 플랙스법은 양산화에 대응할 수 있는 육성조건(50기압 이하, 800℃ 이하)이 전망되는데, 지금까지 연구팀은 96년 무렵에 1밀리, 작년에는 6밀리 사이즈의 질화갈륨 단결정 육성에 성공한 바 있다. 이번에 東北大 등 연구팀이 개발한 용융 나트륨을 이용한 플랙스법에 의한 질화갈륨 단결정 육성 프로세스에서는 질소가스 압력 30~50기압, 750~800℃, 200~400시간이 조건에서 10밀리 사이즈의 질화갈륨 단결정(판상)의 육성에 성공한 것. 多元硏의 프로젝트 연구의 일환으로 진행해 왔다. 10밀리 사이즈 결정의 제작에서는 日本曹達의 협력을 얻어, 고순도 금속 나트륨(순도 99.95% 이상)을 사용. 또한 도가니를 지금까지의 소결 BN(질화붕소, 순도 99.5%)에서 고순도 파이로리틱 BN제 도가니로 바꿨다는 것이 포인. 이로써 플랙스법에서 지금까지 문제점이었던 기액계면 부근에서의 미세한 결정의 생성을 억제, 결정의 대형화를 이루었다. 앞으로 연구팀은 도가니 사이즈의 대형화 등으로 결정 사이즈의 대형화를 지향할 생각. (NK) 【용어】 나트륨 플랙스법 = 질화갈륨 단결정 육성 방법의 하나. 단결정 육성을 위한 온도·압력조건이 양산제조기술로서 다룰 수 있는 범위 내에 있고, 그 기술의 확립이 진행되고 있다. 과제는 결정의 형태 제어가 어렵다는 점 등.