액상의 Ga으로부터 공급되느 기체상태의 Ga과 NH 3를 1050~1150˚C의 온도범위에서 직접 반응시켜 사파이어 기판위에 직경이 5~27μm이고, 높이가 2~27μm인 육각기둥 형태의 GaN 결정을 성장하였다. GaN 결정의 성장 초기에는 c-축 방향으로 우선 성장된 후 성장시간과 성장온도 및 NH3의 유량이 증가함에 따라 기체상태의 Ga공급이 제한됨으로써 성장률이 둔화됨과 동시에 α-축 방향으로 우선 성장되었다. GaN 결정의 크기가 증가함에 따라 결정의 품질이 개선되어 X-선 회절강도와 중성도너에 구속된 엑시톤 관력 발광밴드 (I?)의 강도가 증가하고, I? 발광밴드의 반치폭이 감소하였다.

HVPE(hydride vapor phase epitaxy)법으로 (111) MgAl2O4기판 위에 10~240μm두께의 GaN를 성장하고, GaN의 두께에 따 광학적 성질을 조사하였다. MgAl2O4기판 위에 성장된 GaN의 PL 특성은 결정성장온도에서 기판으로부터 Mg이 out-diffusion하여 auto-doping 됨으로써 불순물이 첨가된 GaN의 PL 특성을 나타내었다. 10K의 온도데서 측정된 PL 스펙트럼은 자유여기자와 속박여기자의 재결합천이에 의한 피크들과 불순물과 관련된 도너-억셉터 쌍 사이의 재결합 및 이의 포논 복제에 의한 발광으로 구성되었으며, 깊은 준위로부터의 발광은 나타나지 않았다. 중성 도너에 속박된 여기자 발광 에너지와 라만 E2모드 주파수는 GaN의 두께가 증가함에 따라 지수 함수적으로 감소하였으며, GaN 내의 잔류 응력에 대하여 라만 E2 모드 주파수는δΩ=3.93σ(cm-1/GPa)의 관계로 변화하였다.

열적으로 이온화된 N과 증기상태의 Ga을 300~730˚C의 온도 범위에서 직접 반응시켜 (001)Si과 (00.1)사파이어 기판 위에 GaN박막의 성장 초기 단계에서는 GaN의 성장률이 증가한 후, 결정 핵을 중심으로 수평방향으로서 성장과 합체에 의하여 성장률의 변화가 일정 값에 달하였다. 이 연구에서 성장한 GaN박막에 대한 XPS분석 결과 낮은 온도에서 성장된 GaN박막은 진공 chamber 내의 산소가 성장된 박막 내에 많이 혼입 되어 있음을 알 수 있었다. 낮은 온도, 짧은 시간 동안 성장된 표면은 Ga덩어리들도 도포 되었다. 그러나, 기판온도와 성장시간이 증가함에 따라 이들은 피라미드 형태의 결정들로 성장된 후 원형고리 형태의 결정으로 합체되었다. 특히 N-소스의 공급이 충분한 경우에는 판상의 결정으로 성장되었다. 20K의 온도에서 측정된 PL스펙트럼에서는 3.32eV와 3.38eV에서 불순물과 관련된 발광이 관찰되었다.

RF 스퍼터링법으로 (001)Si 기판위에 AIN완충층을 성장하고, 그 위에 HVPE법으로 GaN를 성장하였다. GaN의 성장률은 1030˚C의 온도에서 AIN완충충의 두께가 각각 500Å과 2000Å 일때 65μm/hr와 84μm/hr로서 AIN완충층의 두께가 증가함에 따라 증가하였다. AIN완충층위에서 GaN의 성장초기에는 수 μm크기의 결정들이 임의의 방향으로 성장된 후 성장시간이 경과함에 따라 수평방향으로의 성장에 의하여 합쳐지게 되며, c-축 방향으로 배향된 평탄한 표면을 갖는 다결정체가 성장되었다. 20K의 온도에서 측정된 광루미네센스(PL)스펙트럼에서는 3.482eV에서 자유여지자에 의한 발광과 3.7472eV에서 반치폭이 9.6meV인 도너 구속여기자 발광 및 3.27eV 부근에서의 도너-억셉터 쌍 사이의 재결합과 LO포는 복제에 의한 발광이 나타났다. 그러나 2.2eV부근에서의 황색발광은 관찰되지 않았다.