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Insect-Brain inspired Neuromorphic Nanophotonics

CORDIS proporciona enlaces a los documentos públicos y las publicaciones de los proyectos de los programas marco HORIZONTE.

Los enlaces a los documentos y las publicaciones de los proyectos del Séptimo Programa Marco, así como los enlaces a algunos tipos de resultados específicos, como conjuntos de datos y «software», se obtienen dinámicamente de OpenAIRE .

Resultado final

Communication Plan (se abrirá en una nueva ventana)

Plan for Dissemination and Exploitation including Communication Activities

Optical communication between NW nodes (se abrirá en una nueva ventana)

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 (se abrirá en una nueva ventana)

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

DMP Update 1 (se abrirá en una nueva ventana)

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

Data Management Plan (se abrirá en una nueva ventana)

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Publicaciones

Brain-inspired nanophotonic spike computing: challenges and prospects (se abrirá en una nueva ventana)

Autores: 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
Publicado en: NEUROMORPHIC COMPUTING AND ENGINEERING, Edición 3 (3) 33001, 2023, ISSN 2634-4386
Editor: IOP Science
DOI: 10.1088/2634-4386/ACDF

Free-standing millimeter-range 3D waveguides for on-chip optical interconnects (se abrirá en una nueva ventana)

Autores: Artur Andrishak, Bejoys Jacob, Tiago L. Alves, Christian Maibohm, Bruno Romeira & Jana B. Nieder
Publicado en: Scientific Reports, Edición 14, 2024, ISSN 2045-2322
Editor: Springer Nature Limited
DOI: 10.1038/s41598-024-69522-0

Artificial nanophotonic neuron with internal memory for biologically inspired and reservoir network computing (se abrirá en una nueva ventana)

Autores: David Winge; Magnus Borgström; Erik Lind; Anders Mikkelsen
Publicado en: Neuromorph. Comput. Eng., Edición 3, 034011, 2023, ISSN 2634-4386
Editor: IOP Science
DOI: 10.48550/arxiv.2305.00741

Optical-Beam-Induced Current in InAs/InP Nanowires for Hot-Carrier Photovoltaics (se abrirá en una nueva ventana)

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

Integrating molecular photoswitch memory with nanoscale optoelectronics for neuromorphic computing (se abrirá en una nueva ventana)

Autores: 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
Publicado en: Communications Materials, Edición 6,11, 2025, ISSN 2662-4443
Editor: Springer Nature
DOI: 10.1038/S43246-024-00707-W

Vertically Processed GaInP/InP Tandem-Junction Nanowire Solar Cells (se abrirá en una nueva ventana)

Autores: David AlcerMatteo TirritoLukas HrachowinaMagnus T. Borgström*
Publicado en: ACS Applied Nano Materials, Edición 7 (2), 2352-2358, 2024, ISSN 2574-0970
Editor: AMER CHEMICAL SOC
DOI: 10.1021/ACSANM.3C05909

Spatiotemporal computations in the insect celestial compass (se abrirá en una nueva ventana)

Autores: Evripidis Gkanias, Barbara Webb
Publicado en: Nature Communications, Edición 16, 2025, ISSN 2041-1723
Editor: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1038/S41467-025-57937-W

Electroluminescence in <i>n</i>-type GaAs unipolar nanoLEDs (se abrirá en una nueva ventana)

Autores: Bejoys Jacob, João Azevedo, Jana B. Nieder, Bruno Romeira
Publicado en: Optics Letters, Edición 50, 2025, ISSN 0146-9592
Editor: Optica Publishing Group
DOI: 10.1364/OL.546063

Scientific Reports (se abrirá en una nueva ventana)

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

Emergent spatial goals in an integrative model of the insect central complex (se abrirá en una nueva ventana)

Autores: Roman Goulard; Stanley Heinze; Barbara Webb
Publicado en: PLoS Computational Biology,, Edición Vol 19, Iss 12, p e1011480 (2023), 2023, ISSN 1553-7358
Editor: PLOS
DOI: 10.1371/journal.pcbi.1011480

Direct on-Chip Optical Communication between Nano Optoelectronic Devices (se abrirá en una nueva ventana)

Autores: 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
Publicado en: ACS Photonics, Edición 12, 2025, ISSN 2330-4022
Editor: American Chemical Society (ACS)
DOI: 10.1021/ACSPHOTONICS.4C01375

Neuromorphic Readout for Hadron Calorimeters (se abrirá en una nueva ventana)

Autores: Lupi, E.; Abhishek; Aehle, M.; Awais, M.; Breccia, A.; Carroccio, R.; Chen, L.; Das, A.; De Vita, A.; Dorigo, T.; et al.
Publicado en: Particles, Edición 8, 52, 2025, ISSN 2571-712X
Editor: MDPI
DOI: 10.3390/PARTICLES8020052

Celestial compass sensor mimics the insect eye for navigation under cloudy and occluded skies (se abrirá en una nueva ventana)

Autores: Evripidis Gkanias, Robert Mitchell, Jan Stankiewicz, Sadeque Khan, Srinjoy Mitra1, Barbara Webb
Publicado en: Researchsquare, Edición Version 1, posted 29 Jun, 2023, 2023, ISSN 2693-5015
Editor: Research Square Company
DOI: 10.21203/rs.3.rs-2955846/v1

Robust Red-Absorbing Donor-Acceptor Stenhouse Adduct Photoswitches (se abrirá en una nueva ventana)

Autores: Abbey Meprathu Philip, Marie Erskov Krogh, Bo Wegge Laursen
Publicado en: Chemistry - A European Journal, Edición e202400621, 2024, ISSN 1521-3765
Editor: Wiley-VCH GmbH
DOI: 10.1002/chem.202400621

Room-temperature electroluminescence and light detection from III-V unipolar microLEDs without p-type doping (se abrirá en una nueva ventana)

Autores: Bejoys Jacob, Filipe Camarneiro, Jérôme Borme, José M. L. Figueiredo, Jana B. Nieder, and Bruno Romeira
Publicado en: Optica, Edición Vol. 10, Edición 4, pp. 528-537, 2023, ISSN 2334-2536
Editor: Optica Publishing Group
DOI: 10.1364/OPTICA.476938

Master Thesis: Modelling photoswitching dye memory for path integration

Autores: Nils Ceberg and Jacob Säll Nilsson
Publicado en: LUP Student Papers, Edición (2022) In LU-CS-EX EDAM05 20221, 2023, ISSN 1650-2884
Editor: Lund University

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

Autores: Alfredo Serafini
Publicado en: LUP Student Papers, Edición (2022) FYSM30 20212, 2022
Editor: Lund University Libraries

Master Thesis: Optical Communication using Nanowires and Molecular Memory Systems

Autores: Thomas Kjellberg Jensen
Publicado en: LUP Student Papers, Edición 9145663, 2024
Editor: Lund University Libraries

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

Autores: Nathanael Löfström
Publicado en: LUP Student Papers, Edición 9169184, 2024
Editor: Lund University Libraries

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