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Insect-Brain inspired Neuromorphic Nanophotonics

CORDIS bietet Links zu öffentlichen Ergebnissen und Veröffentlichungen von HORIZONT-Projekten.

Links zu Ergebnissen und Veröffentlichungen von RP7-Projekten sowie Links zu einigen Typen spezifischer Ergebnisse wie Datensätzen und Software werden dynamisch von OpenAIRE abgerufen.

Leistungen

Communication Plan (öffnet in neuem Fenster)

Plan for Dissemination and Exploitation including Communication Activities

Optical communication between NW nodes (öffnet in neuem Fenster)

The deliverable will be based on the Task 1.1Interconnectivity by light: Step-by-step implementation of assemblies of III-V NW based absorbers and emitters starting with one pair and then extending. We will use already existing, reliable n-i-n InP NWs as detectors. These will be placed using a Scanning Electron Microscope (SEM) nanoprobe. As emitters we will use an InP quantum dot grown in an Al0.3In0.7P NW. We will experimentally verify the functionality by both electrical measurements of the circuit and measurements of light fields using local light field sensitive photoemission electron microscopy (PEEM)28 and scanning probes coupled with high resolution optical microscopy and lasers. For the III-V nanopillar (made by nanolithography and dry etching) spiking absorbers and emitters, we will design within the epilayer stacks: i) n-i-n AlAs/GaAs/AlAs DBQW layer stacks as detector and spike generators, ii) p-i-n layer GaAs/AlGaAs as emitter/cladding layers. Optical simulations will use Finite-difference methods, and real-time Green's functions (nextnano software) to simulate epilayers. We will use III-Vs on GaAs and on Ge-Si substrates (wafer bonding of III-Vs to Si will be also targeted). We will verify the functions of electrically pumped nanopillars by static electrical measurements (current-voltage), static photoresponse of the detector, micro-electroluminescence to determine light-current and emission characteristics. We will derive from first principles the non-linear differential rate equations governing the spiking neurons with light emitting and detector functions. Models will be used in WPs 3 and 4 for neural network system simulations.

DMP Update 2 (öffnet in neuem Fenster)

DMP update at the end of Reporting Period 2. All partners including INL will contribute

DMP Update 1 (öffnet in neuem Fenster)

All partners including INL will contribute to the update of the Data Management Plan

Data Management Plan (öffnet in neuem Fenster)

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Veröffentlichungen

Brain-inspired nanophotonic spike computing: challenges and prospects (öffnet in neuem Fenster)

Autoren: Bruno Romeira; Ricardo Adão; Jana B Nieder; Qusay Al-Taai; Weikang Zhang; Robert H Hadfield; Edward Wasige; Matěj Hejda; Antonio Hurtado; Ekaterina Malysheva; Victor Dolores Calzadilla; João Lourenço; D Castro Alves; José M L Figueiredo; Ignacio Ortega-Piwonka; Julien Javaloyes; Stuart Edwards; J Iwan Davies; Folkert Horst; Bert J Offrein
Veröffentlicht in: NEUROMORPHIC COMPUTING AND ENGINEERING, Ausgabe 3 (3) 33001, 2023, ISSN 2634-4386
Herausgeber: IOP Science
DOI: 10.1088/2634-4386/ACDF

Free-standing millimeter-range 3D waveguides for on-chip optical interconnects (öffnet in neuem Fenster)

Autoren: Artur Andrishak, Bejoys Jacob, Tiago L. Alves, Christian Maibohm, Bruno Romeira & Jana B. Nieder
Veröffentlicht in: Scientific Reports, Ausgabe 14, 2024, ISSN 2045-2322
Herausgeber: Springer Nature Limited
DOI: 10.1038/s41598-024-69522-0

Artificial nanophotonic neuron with internal memory for biologically inspired and reservoir network computing (öffnet in neuem Fenster)

Autoren: David Winge; Magnus Borgström; Erik Lind; Anders Mikkelsen
Veröffentlicht in: Neuromorph. Comput. Eng., Ausgabe 3, 034011, 2023, ISSN 2634-4386
Herausgeber: IOP Science
DOI: 10.48550/arxiv.2305.00741

Optical-Beam-Induced Current in InAs/InP Nanowires for Hot-Carrier Photovoltaics (öffnet in neuem Fenster)

Autoren: Jonatan Fast, Yen-Po Liu, Yang Chen, Lars Samelson, Adam M Burke, Heiner Linke and Anders Mikkelsen
Veröffentlicht in: ACS Appl. Energy Mater., Ausgabe 2022, 5, 6, 7728–7734, 2022, ISSN 2574-0962
Herausgeber: ACS
DOI: 10.1021/acsaem.2c01208

Integrating molecular photoswitch memory with nanoscale optoelectronics for neuromorphic computing (öffnet in neuem Fenster)

Autoren: David Alcer; Nelia Zaiats; Thomas K. Jensen; Abbey M. Philip; Evripidis Gkanias; Nils Ceberg; Abhijit Das; Vidar Flodgren; Stanley Heinze; Magnus T. Borgström; Barbara Webb; Bo W. Laursen; Anders Mikkelsen
Veröffentlicht in: Communications Materials, Ausgabe 6,11, 2025, ISSN 2662-4443
Herausgeber: Springer Nature
DOI: 10.1038/S43246-024-00707-W

Vertically Processed GaInP/InP Tandem-Junction Nanowire Solar Cells (öffnet in neuem Fenster)

Autoren: David AlcerMatteo TirritoLukas HrachowinaMagnus T. Borgström*
Veröffentlicht in: ACS Applied Nano Materials, Ausgabe 7 (2), 2352-2358, 2024, ISSN 2574-0970
Herausgeber: AMER CHEMICAL SOC
DOI: 10.1021/ACSANM.3C05909

Spatiotemporal computations in the insect celestial compass (öffnet in neuem Fenster)

Autoren: Evripidis Gkanias, Barbara Webb
Veröffentlicht in: Nature Communications, Ausgabe 16, 2025, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1038/S41467-025-57937-W

Electroluminescence in <i>n</i>-type GaAs unipolar nanoLEDs (öffnet in neuem Fenster)

Autoren: Bejoys Jacob, João Azevedo, Jana B. Nieder, Bruno Romeira
Veröffentlicht in: Optics Letters, Ausgabe 50, 2025, ISSN 0146-9592
Herausgeber: Optica Publishing Group
DOI: 10.1364/OL.546063

Scientific Reports (öffnet in neuem Fenster)

Autoren: Bejoys Jacob; Juan Silva; José M. L. Figueiredo; Jana B. Nieder; Bruno Romeira
Veröffentlicht in: Light-induced negative differential resistance and neural oscillations in neuromorphic photonic semiconductor micropillar sensory neurons, Ausgabe 15, 6805, 2025, ISSN 2045-2322
Herausgeber: Springer Nature
DOI: 10.1038/S41598-025-90265-Z

Emergent spatial goals in an integrative model of the insect central complex (öffnet in neuem Fenster)

Autoren: Roman Goulard; Stanley Heinze; Barbara Webb
Veröffentlicht in: PLoS Computational Biology,, Ausgabe Vol 19, Iss 12, p e1011480 (2023), 2023, ISSN 1553-7358
Herausgeber: PLOS
DOI: 10.1371/journal.pcbi.1011480

Direct on-Chip Optical Communication between Nano Optoelectronic Devices (öffnet in neuem Fenster)

Autoren: Vidar Flodgren, Abhijit Das, Joachim E. Sestoft, David Alcer, Thomas K. Jensen, Hossein Jeddi, Håkan Pettersson, Jesper Nygård, Magnus T. Borgström, Heiner Linke, Anders Mikkelsen
Veröffentlicht in: ACS Photonics, Ausgabe 12, 2025, ISSN 2330-4022
Herausgeber: American Chemical Society (ACS)
DOI: 10.1021/ACSPHOTONICS.4C01375

Neuromorphic Readout for Hadron Calorimeters (öffnet in neuem Fenster)

Autoren: Lupi, E.; Abhishek; Aehle, M.; Awais, M.; Breccia, A.; Carroccio, R.; Chen, L.; Das, A.; De Vita, A.; Dorigo, T.; et al.
Veröffentlicht in: Particles, Ausgabe 8, 52, 2025, ISSN 2571-712X
Herausgeber: MDPI
DOI: 10.3390/PARTICLES8020052

Celestial compass sensor mimics the insect eye for navigation under cloudy and occluded skies (öffnet in neuem Fenster)

Autoren: Evripidis Gkanias, Robert Mitchell, Jan Stankiewicz, Sadeque Khan, Srinjoy Mitra1, Barbara Webb
Veröffentlicht in: Researchsquare, Ausgabe Version 1, posted 29 Jun, 2023, 2023, ISSN 2693-5015
Herausgeber: Research Square Company
DOI: 10.21203/rs.3.rs-2955846/v1

Robust Red-Absorbing Donor-Acceptor Stenhouse Adduct Photoswitches (öffnet in neuem Fenster)

Autoren: Abbey Meprathu Philip, Marie Erskov Krogh, Bo Wegge Laursen
Veröffentlicht in: Chemistry - A European Journal, Ausgabe e202400621, 2024, ISSN 1521-3765
Herausgeber: Wiley-VCH GmbH
DOI: 10.1002/chem.202400621

Room-temperature electroluminescence and light detection from III-V unipolar microLEDs without p-type doping (öffnet in neuem Fenster)

Autoren: Bejoys Jacob, Filipe Camarneiro, Jérôme Borme, José M. L. Figueiredo, Jana B. Nieder, and Bruno Romeira
Veröffentlicht in: Optica, Ausgabe Vol. 10, Ausgabe 4, pp. 528-537, 2023, ISSN 2334-2536
Herausgeber: Optica Publishing Group
DOI: 10.1364/OPTICA.476938

Master Thesis: Modelling photoswitching dye memory for path integration

Autoren: Nils Ceberg and Jacob Säll Nilsson
Veröffentlicht in: LUP Student Papers, Ausgabe (2022) In LU-CS-EX EDAM05 20221, 2023, ISSN 1650-2884
Herausgeber: Lund University

Master Thesis: Investigating the use of Semiconductor Nanowires for Neural Networks

Autoren: Alfredo Serafini
Veröffentlicht in: LUP Student Papers, Ausgabe (2022) FYSM30 20212, 2022
Herausgeber: Lund University Libraries

Master Thesis: Optical Communication using Nanowires and Molecular Memory Systems

Autoren: Thomas Kjellberg Jensen
Veröffentlicht in: LUP Student Papers, Ausgabe 9145663, 2024
Herausgeber: Lund University Libraries

Master thesis: Nanowires and molecule-based memory systems for optically transmitted signal manipulation

Autoren: Nathanael Löfström
Veröffentlicht in: LUP Student Papers, Ausgabe 9169184, 2024
Herausgeber: Lund University Libraries

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