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本研究では、結晶強度の増大が期待できるベリリウム(Be)カルコゲナイド系II-VI族半導体材料を用いて、信頼性の高い緑色および黄色半導体レーザを実現するための基盤技術を開発する。活性層にBeを添加したBeZnCdSe量子井戸レーザの室温連続発振条件下における信頼性を検証し、Beの添加が素子の結晶強度や劣化抑制に与えるインパクトを定量的に明らかにすることを目的とする。今年度は活性層のフォトルミネセンス(PL)発光特性を詳細に調査し、レーザー素子の信頼性向上に向けたヒントとなる現象を見出した。具体的には、励起レーザー光の照射を継続すると、発光強度が数倍増大すること現象を見出した。このとき時間分解測定により、発光寿命が増大することが観測され、発光強度・寿命の間に明瞭な相関関係があることを見出した。レーザー照射により無輻射遷移過程が抑制され、結晶成長時に導入された点欠陥がレーザー照射により消滅していることが示唆される。蛍光顕微鏡を用いてこの現象の空間的な特徴をさらに研究した。励起光照射直後の点欠陥が消滅する前の状態では、PL像にサブミクロン程度で変化する強度ムラが観測されたが、励起光照射を継続して点欠陥が消滅するにつれて、PL像の空間的な強度ムラが消滅していくことを明らかにした。さらに励起光照射を継続すると、PL像に発光しない暗線が結晶軸にそって多数発生することが観測された。この暗線の発生がレーザー素子の劣化に関係することが示唆された。以上の研究結果は、国際会議において発表する予定である。
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