氧化镓是一种可以采用熔体法制备的超宽禁带半导体材料，未来有望低成本大规模制备。然而，目前制备氧化镓较为成熟的导模法需要使用十分稀有的铱坩埚，其高昂的成本已成为妨碍氧化镓材料产业化的主要障碍之一。而且近日，来自日本和德国的研究人员宣布已经开发出一种方法，使用均匀的激光热源来生产氧化镓单晶衬底。据报道，该生长工艺不需要使用坩埚。

据了解该工艺由德国和日本两个团队合作开发。在德国方面，参与的主要是弗劳恩霍夫激光技术研究所（ILT）。该研究所专门为该工艺开发了一种水冷高性能光学系统。有了它，激光发出的辐射最初被分成五个部分光束，每个光束的最大功率为4千瓦。然后，部分光束通过大型水冷反射镜偏转，从而均匀地加热装置中心的晶体，正好偏移72度。光学元件在亚琛安装并进行表征，然后转交给日本的项目合作伙伴。

在日本方面，项目合作伙伴Toshimitsu Ito博士来自日本筑波科学城国家先进工业科学技术研究所（AIST），他已经在激光加热无铱坩埚生长氧化镓工艺方面获得了丰富的经验。此前，该研究所能够在较低的激光功率下，生产直径达12毫米的氧化镓晶体。

本次采用新的20千瓦系统，显著增加直径了制备氧化镓的直径。在调试和初始测试后，熔化氧化镓原料，AIST进行了晶体生长实验与新的LDFZ系统。项目合作伙伴成功地生长出了直径高达30毫米的晶体，这是迄今为止使用无坩埚生长工艺生产的最大的氧化镓晶体。

未来，合作伙伴将研究该工艺是否适用于生产其他金属氧化物。例如，作为BMBF资助的HIPEQ研究项目的一部分，该工艺将用于生产光学晶体。