大阪市立大学、東北大学、佐賀大学、アダマンド並木精密宝石の研究グループは、窒化ガリウムとダイヤモンドの直接接合に世界で初めて成功した。
これまでは不可能とされていた。
窒化ガリウム（GaN）は、窒素（N）とガリウム（Ga）を組み合わせた化合物。
窒化ガリウムを利用したトランジスタは、シリコンに代わる次世代半導体として、携帯電話の基地局などで幅広く使用されている。しかし、動作時に極度に温度上昇するため、性能は大きく制限され、大型の放熱部材も必要。
窒化ガリウムとダイヤモンドの接合界面（a:熱処理前、b:1,000℃熱処理後）、大阪市立大学提供
研究グループは表面活性化接合法に着目した。
真空中で試料表面にアルゴン原子ビームを照射し、そのまま試料同士を密着させて荷重をかけることで接合する方法。
研究グループは表面活性化接合法を用いて、ダイヤモンドと窒化ガリウムとの常温での直接接合に成功した。
直接接合は 1,000℃の熱処理にも耐えた。接合に際して、ダイヤモンドの結晶構造は壊れたが、熱処理することで再結晶化した。
界面では高い熱伝導率が保持された。
研究グループは、窒化ガリウムトランジスタで発生する温度上昇を、これまでの 1/4 倍程度まで抑制でき、大幅な省エネにつながると予測。
窒化ガリウムトランジスタに同技術を使えば、これまでの用途に加え、レーダーやインバータなど大電力の工業製品にも使用できるとみている。
同技術が実用化されれば、従来より冷却が容易になり、大幅な省エネが実現できる。
もちろん、簡単にはいかないだろうが。
