Активные элементы нейроморфных фотонных схем на основе лазеров на квантовых точках, изготовленные методом травления сфокусированным ионным пучком
Российский научный фонд, 24-12-00358
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, FSRM -2026-0022
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, FFUG-2024-0026
Паюсов А.С.
1,2, Зубов Ф.И.
1, Бекман А.А.
2, Корнышов Г.О.
2, Гордеев Н.Ю.
2, Калюжный Н.А.
2, Евтихиев В.П.
2, Вознюк Г.В.
2, Митрофанов М.И.
2,3, Шерняков Ю.М.
2, Максимов М.В.
11Алферовский университет, Санкт-Петербург, Россия
2Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
3НТЦ микроэлектроники РАН, Санкт-Петербург, Россия

Email: plusov@mail.ioffe.ru, gk@mail.ioffe.ru, gordeev@switch.ioffe.ru, Nickk@mail.ioffe.ru, evtikhiev@mail.ioffe.ru, glebufa0@gmail.com, mitrofanov@mail.ioffe.ru, yuri.shernyakov@mail.ioffe.ru, maximov@beam.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 14 апреля 2026 г.
В окончательной редакции: 2 июня 2026 г.
Принята к печати: 3 июня 2026 г.
Выставление онлайн: 11 июля 2026 г.
Разработана технология изготовления зеркал полупроводниковых лазеров с вертикальными стенками с малой шероховатостью поверхности, основанная на травлении сфокусированным ионным пучком. Технология использована для изготовления прототипов элементов монолитных нейроморфных фотонных схем, представляющих собой два оптически связанных и электрически изолированных торцевых лазера на квантовых точках InAs/InGaAs/GaAs. Длинный лазер, работающий на основном состоянии квантовых точек, играет роль тормозного оптического нейрона, а короткий лазер, работающий на возбужденном состоянии квантовых точек, - возбуждающего оптического нейрона. Подавление генерации короткого лазера за счет оптической накачки длинным лазером имитирует реакцию возбуждающего оптического нейрона на тормозной импульс. Ключевые слова: нейроморфная система, фотонная схема, сфокусированный ионный пучок, полупроводниковый лазер, квантовые точки.
- G. Sarantoglou, M. Skontranis, C. Mesaritakis, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron., 26 (5), 1900310 (2020). DOI: 10.1109/JSTQE.2019.2945549
- G. Sarantoglou, M. Skontranis, A. Bogris, C. Mesaritakis, Photon. Res., 9 (4), B87 (2021). DOI: 10.1364/PRJ.413371
- W. Coomans, L. Gelens, S. Beri, J. Danckaert, G. Van der Sande, Phys. Rev. E, 84 (3), 036209 (2011). DOI: 10.1103/PhysRevE.84.036209
- A. Koen, T. Van Vaerenbergh, M. Fiers, P. Mechet, J. Dambre, P. Bienstman, Opt. Express, 21 (22), 26182 (2013). DOI: 10.1364/OE.21.026182
- A. Hurtado, J. Javaloyes, Appl. Phys. Lett., 107 (24), 241103 (2015). DOI: 10.1063/1.4937730
- M. Maximov, Yu. Shernyakov, G. Kornyshov, A. Beckman, A. Kharchenko, N. Gordeev, O. Simchuk, V. Dubrovskii, A. Vorobyev, F. Zubov, Appl. Phys. Lett., 127 (13), 133301 (2025). DOI: 10.1063/5.0292377
- B. Tykalewicz, D. Goulding, S.P. Hegarty, G. Huyet, D. Byrne, R. Phelan, B. Kelleher, Opt. Lett., 39, 4607 (2014). DOI: 10.1364/OL.39.004607
- B. Kelleher, M. Dillane, E.A. Viktorov, Light Sci. Appl., 10, 238 (2021). DOI: 10.1038/s41377-021-00670-y
- Н.Ю. Гордеев, А.С. Паюсов, И.С. Мухин, А.А. Серин,М.М. Кулагина, Ю.А. Гусева, Ю.М. Шерняков, Ю.М. Задиранов,М.В. Максимов, ФТП, 53 (2), 211 (2019). DOI: 10.21883/FTP.2019.02.47100.8971 [N.Yu. Gordeev, A.S. Payusov, I.S. Mukhin, A.A. Serin, M.M. Kulagina, Yu.A. Guseva, Yu.M. Shernyakov, Yu.M. Zadiranov,M.V. Maximov, Semiconductors, 53, 200 (2019). DOI: 10.1134/S1063782619020106].