We describe a planar silicon metal-oxide-semiconductor (MOS) based single hole transistor, which is compatible with conventional Si complementary MOS fabrication. A multi-layer gate design gives independent control of the carrier density in the dot and reservoirs. Clear Coulomb blockade oscillations are observed, and source-drain biasing measurements show that it is possible to deplete the dot down to the few hole regime, with excited states clearly visible. The architecture is sufficiently versatile that a second hole dot could be induced adjacent to the first one.
REFERENCES
1.
L. P.
Kouwenhoven
, D. G.
Austing
, and S.
Tarucha
, Rep. Prog. Phys.
64
, 701
(2001
).2.
W. H.
Lim
, C. H.
Yang
, F. A.
Zwanenburg
, and A. S.
Dzurak
, Nanotechnology
22
, 335704
(2011
).3.
C.
Barthel
, M.
Kjærgaard
, J.
Medford
, M.
Stopa
, C. M.
Marcus
, M. P.
Hanson
, and A. C.
Gossard
, Phys. Rev. B
81
, 161308
(2010
).4.
J. R.
Petta
, A. C.
Johnson
, J. M.
Taylor
, E. A.
Laird
, A.
Yacoby
, M. D.
Lukin
, C. M.
Marcus
, M. P.
Hanson
, and A. C.
Gossard
, Science
309
, 2180
(2005
).5.
D.
Loss
and D. P.
DiVincenzo
, Phys. Rev. A
57
, 120
(1998
).6.
I.
Žutić
, J.
Fabian
, and S.
Das Sarma
, Rev. Mod. Phys.
76
, 323
(2004
).7.
R.
Hanson
, L. P.
Kouwenhoven
, J. R.
Petta
, S.
Tarucha
, and L. M. K.
Vandersypen
, Rev. Mod. Phys.
79
, 1217
(2007
).8.
A.
Morello
, J. J.
Pla
, F. A.
Zwanenburg
, K. W.
Chan
, K. Y.
Tan
, H.
Huebl
, M.
Mottonen
, C. D.
Nugroho
, C.
Yang
, J. A.
van Donkelaar
, A. D. C.
Alves
, D. N.
Jamieson
, C. C.
Escott
, L. C. L.
Hollenberg
, R. G.
Clark
, and A. S.
Dzurak
, Nature
467
, 687
(2010
).9.
J. J.
Pla
, K. Y.
Tan
, J. P.
Dehollain
, W. H.
Lim
, J. J. L.
Morton
, D. N.
Jamieson
, A. S.
Dzurak
, and A.
Morello
, Nature
489
, 541
(2012
).10.
B.
Koiller
, X.
Hu
, and S.
Das Sarma
, Phys. Rev. Lett.
88
, 027903
(2001
).11.
D. V.
Bulaev
and D.
Loss
, Phys. Rev. Lett.
95
, 076805
(2005
).12.
B. D.
Gerardot
, D.
Brunner
, P. A.
Dalgarno
, P.
Ohberg
, S.
Seidl
, M.
Kroner
, K.
Karrai
, N. G.
Stoltz
, P. M.
Petroff
, and R. J.
Warburton
, Nature
451
, 441
(2008
).13.
M. D.
Schroer
, K. D.
Petersson
, M.
Jung
, and J. R.
Petta
, Phys. Rev. Lett.
107
, 176811
(2011
).14.
P.
Szumniak
, S.
Bednarek
, B.
Partoens
, and F. M.
Peeters
, Phys. Rev. Lett.
109
, 107201
(2012
).15.
Z. K.
Keane
, M. C.
Godfrey
, J. C. H.
Chen
, S.
Fricke
, O.
Klochan
, A. M.
Burke
, A. P.
Micolich
, H. E.
Beere
, D. A.
Ritchie
, K. V.
Trunov
, D.
Reuter
, A. D.
Wieck
, and A. R.
Hamilton
, Nano Lett.
11
, 3147
(2011
).16.
B.
Grbic
, R.
Leturcq
, K.
Ensslin
, D.
Reuter
, and A. D.
Wieck
, Appl. Phys. Lett.
87
, 232108
(2005
).17.
U.
Meirav
, M. A.
Kastner
, and S. J.
Wind
, Phys. Rev. Lett.
65
, 771
(1990
).18.
J. C. H.
Chen
, D. Q.
Wang
, O.
Klochan
, A. P.
Micolich
, K.
Das Gupta
, F.
Sfigakis
, D. A.
Ritchie
, D.
Reuter
, A. D.
Wieck
, and A. R.
Hamilton
, Appl. Phys. Lett.
100
, 052101
(2012
).19.
U.
Dotsch
, U.
Gennser
, C.
David
, G.
Dehlinger
, D.
Grutzmacher
, T.
Heinzel
, S.
Luscher
, and K.
Ensslin
, Appl. Phys. Lett.
78
, 341
(2001
).20.
O.
Klochan
, A. P.
Micolich
, A. R.
Hamilton
, K.
Trunov
, D.
Reuter
, and A. D.
Wieck
, Phys. Rev. Lett.
107
, 076805
(2011
).21.
Y.
Hu
, F.
Kuemmeth
, C. M.
Lieber
, and C. M.
Marcus
, Nat. Nanotechnol.
7
, 47
(2012
).22.
M.
Saitoh
, H.
Majima
, and T.
Hiramoto
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
42
, 2426
(2003
).23.
M.
Kobayashi
and T.
Hiramoto
, J. Appl. Phys.
103
, 053709
(2008
).24.
S. J.
Angus
, A. J.
Ferguson
, A. S.
Dzurak
, and R. G.
Clark
, Nano Lett.
7
, 2051
(2007
).25.
W. H.
Lim
, H.
Huebl
, L. H.
Willems van Beveren
, S.
Rubanov
, P. G.
Spizzirri
, S. J.
Angus
, R. G.
Clark
, and A. S.
Dzurak
, Appl. Phys. Lett.
94
, 173502
(2009
).26.
P. C.
Spruijtenburg
, J.
Ridderbos
, F.
Mueller
, A. W.
Leenstra
, M.
Brauns
, A. A. I.
Aarnink
, W. G.
van der Wiel
, and F. A.
Zwanenburg
, Appl. Phys. Lett.
102
, 192105
(2013
).© 2013 AIP Publishing LLC.
2013
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
