大阪大學與住友化學的研究指出，高純度氮化鎵(GaN)結晶難以發光的主要原因有別於既有氮化鎵結晶。量測手法採用了全方位光致發光法(Omnidirectional Photoluminescence; ODPL)，以非破壞、非接觸的方式評鑑氮化鎵的品質。發光二極體或太陽能電池等電能與光能可相互轉換的光元件急需高效率化的發展。氮化鎵由於具有優異物性，可望做為高性能半導體元件材料而備受關注。
氮化鎵元件的性能受到結晶缺陷所支配，例如取代氮原子的碳雜質，而碳雜質會在能隙(Band Gap)內形成特殊的能階(Energy Level)，促使光/電子元件的性能低下。即使碳雜質的濃度不高，仍會導致性能降低，因此對於可高感度檢測出碳的手法有其需求。然而一般半導體的不純物質檢測技術仍有須予以破壞或對試料形成電極等諸多限制。
被稱為直接躍遷型半導體的氮化鎵會因外部光源的激發散發出特有的光，碳雜質越少發光就越強。因此碳雜質的濃度可以做為發光量、發光效率的定量指標。一般光量測技術雖然高感度且可在短時間量測，但僅能檢測耦合至集光透鏡視角的光，導致再現性較差。
有鑑於此，研發團隊注意到在積分球(Integrating Sphere)中配置結晶，全方位檢測從結晶散出的光的檢測手法，並搭配半導體結晶高精密度發光效率測定法-全方位光致發光法(ODPL)，成功地實現了高感度、非破壞、非接觸、高純度(低碳濃度)之氮化鎵碳雜質檢測技術。
此外，研發人員刻意製作出數個不同碳濃度的氮化鎵結晶，並以ODPL法進行發光效率測試，結果發現碳含量變化即使微小到僅數億分之一，發光效率也會高感度地變化。考量碳濃度與非輻射性復合(Non-radiative Recombination)頻率的關係，可知含碳的比例一旦低於2.5億分之一，氮化鎵不易發光的主因就會從碳變成晶格空位。
此項研究成果展現了僅須對氮化鎵結晶照射光，即可在瞬間定量出微量碳濃度之技術。除了有助於提升氮化鎵元件的品質可靠性之外，更可望藉此加速高純度氮化鎵結晶的開發與製造。