일본원자력연구소는 2220℃이상의 고온, 6만기압 이상의 고압에서 질화갈륨(GaN)을 융해, 서서히 냉각하는 방법을 확립, 이 방법을 이용 실제 질화갈륨단결정을 합성하는데 성공하였다. 질화갈륨은 청색발광소자의 중심적 역할을 함과 동시에 차세대 초고속 광통신과 휴대전화 등의 디바이스가 되는 고출력, 고효율 트랜지스터 등의 응용도 가능한 중요한 물질. 그러나 고온에서 분해되어 버리기 때문에 융액의 냉각에 의한 일반적인 단결정 육성법을 쓸 수 없어, 수십미리미터 이상의 커다란 단결정을 육성하는 것이 어렵다. 이번 재료칸사이 연구소 방사광과학연구센터의 內海涉 주임연구원 등은 대형 방사광시설, SPring-8 방사광을 이용, 고온 고압에서의 양자를 직접 관찰하는 X선 회절실험으로 6만기압 이상의 압력에서는 질화갈륨은 갈륨과 질소로 분해되지 않고 질화갈륨 상태로 융해되어, 그 융액은 온도를 낮추면 가역적으로 질화갈륨결정으로 되돌아오는 것을 확실히 밝혀내었다. 이 사실에서 고압에서 질화갈륨조성용액을 서서히 냉각하여 질화갈륨단결정을 육성하는 새로운 방법을 확립하고, 실제 이 방법으로 투명한 단결정을 육성하여 측정한 결과, 결정성이 높은 질화갈륨 단결정임을 확인하였다. 새로운 질화갈륨의 단결정 육성법은 합성시간이 비교적 짧은 점과 다른 원소의 첨가도 용이하다는 특징을 가지며 질화갈륨을 베이스로 한 다양한 물질로의 응용이 가능하다. 앞으로 광전자 산업의 기반기술로서의 전개에 기대를 모으고 있다. (NK)