We electrically measure intrinsic silicon quantum dots with electrostatically defined tunnel barriers. The presence of both p- and n-type ohmic contacts enables the accumulation of either electrons or holes. Thus, we are able to study both transport regimes within the same device. We investigate the effect of the tunnel barriers and the electrostatically defined quantum dots. There is greater localisation of charge states under the tunnel barriers in the case of hole conduction, leading to higher charge noise in the p-type regime.

1.
C.
Kittel
,
Introduction to Solid State Physics
, 7th ed. (
Wiley
,
1996
).
2.
B. E.
Kane
,
Nature
393
,
133
(
1998
).
3.
R.
Hanson
and
D. D.
Awschalom
,
Nature
453
,
1043
(
2008
).
4.
A.
Fujiwara
,
H.
Inokawa
,
K.
Yamazaki
,
H.
Namatsu
,
Y.
Takahashi
,
N. M.
Zimmerman
, and
S. B.
Martin
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
053121
(
2006
).
5.
A.
Fujiwara
,
N. M.
Zimmerman
,
Y.
Ono
, and
Y.
Takahashi
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
1323
(
2004
).
6.
M. F.
Gonzalez-Zalba
,
D.
Heiss
,
G.
Podd
, and
A. J.
Ferguson
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
103504
(
2012
).
7.
B.
Roche
,
B.
Voisin
,
X.
Jehl
,
R.
Wacquez
,
M.
Sanquer
,
M.
Vinet
,
V.
Deshpande
, and
B.
Previtali
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
032107
(
2012
).
8.
E.
Prati
,
M. D.
Michielis
,
M.
Belli
,
S.
Cocco
,
M.
Fanciulli
,
D.
Kotekar-Patil
,
M.
Ruoff
,
D. P.
Kern
,
D. A.
Wharam
,
J.
Verduijn
 et al,
Nanotechnology
23
,
215204
(
2012
).
9.
B.
Voisin
,
V.-H.
Nguyen
,
J.
Renard
,
X.
Jehl
,
S.
Barraud
,
F.
Triozon
,
M.
Vinet
,
I.
Duchemin
,
Y.-M.
Niquet
,
S. de
Franceschi
 et al,
Nano Lett.
14
,
2094
(
2014
).
10.
A. C.
Betz
,
S.
Barraud
,
Q.
Wilmart
,
B.
Plaais
,
X.
Jehl
,
M.
Sanquer
, and
M. F.
Gonzalez-Zalba
,
Appl. Phys. Lett.
104
,
043106
(
2014
).
11.
M. F.
Gonzalez-Zalba
,
S.
Barraud
,
A. J.
Ferguson
, and
A. C.
Betz
, “
A high-sensitivity gate-based charge sensor in silicon
,” e-print arXiv:1405.2755.
12.
S. J.
Angus
,
A. J.
Ferguson
,
A. S.
Dzurak
, and
R. G.
Clark
,
Nano Lett.
7
,
2051
(
2007
).
13.
G. J.
Podd
,
S. J.
Angus
,
D. A.
Williams
, and
A. J.
Ferguson
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
082104
(
2010
).
14.
M.
Fuechsle
,
S.
Mahapatra
,
F. A.
Zwanenburg
,
M.
Friesen
,
M. A.
Eriksson
, and
M. Y.
Simmons
,
Nat. Nanotechnol.
5
,
502
(
2010
).
15.
C. B.
Simmons
,
M.
Thalakulam
,
N.
Shaji
,
L. J.
Klein
,
H.
Qin
,
R. H.
Blick
,
D. E.
Savage
,
M. G.
Lagally
,
S. N.
Coppersmith
, and
M. A.
Eriksson
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
213103
(
2007
).
16.
H. W.
Liu
,
T.
Fujisawa
,
Y.
Ono
,
H.
Inokawa
,
A.
Fujiwara
,
K.
Takashina
, and
Y.
Hirayama
,
Phys. Rev. B
77
,
073310
(
2008
).
17.
L. P.
Rokhinson
,
L. J.
Guo
,
S. Y.
Chou
, and
D. C.
Tsui
,
Phys. Rev. B
63
,
035321
(
2001
).
18.
N.
Shaji
,
C. B.
Simmons
,
M.
Thalakulam
,
L. J.
Klein
,
H.
Qin
,
H.
Luo
,
D. E.
Savage
,
M. G.
Lagally
,
A. J.
Rimberg
,
R.
Joynt
 et al,
Nat. Phys.
4
,
540
(
2008
).
19.
N. S.
Lai
,
W. H.
Lim
,
C. H.
Yang
,
F. A.
Zwanenburg
,
W. A.
Coish
,
F.
Qassemi
,
A.
Morello
, and
A. S.
Dzurak
,
Sci. Rep.
1
,
110
(
2011
).
20.
M. G.
Borselli
,
K.
Eng
,
E. T.
Croke
,
B. M.
Maune
,
B.
Huang
,
R. S.
Ross
,
A. A.
Kiselev
,
P. W.
Deelman
,
I.
Alvarado-Rodriguez
,
A. E.
Schmitz
 et al,
Appl. Phys. Lett.
99
,
063109
(
2011
).
21.
A.
Morello
,
J. J.
Pla
,
F. A.
Zwanenburg
,
K. W.
Chan
,
K. Y.
Tan
,
H.
Huebl
,
M.
Möttönen
,
C. D.
Nugroho
,
C.
Yang
,
J. A.
van Donkelaar
 et al,
Nature
467
,
687
(
2010
).
22.
M.
Xiao
,
M. G.
House
, and
H. W.
Jiang
,
Phys. Rev. Lett.
104
,
096801
(
2010
).
23.
C. B.
Simmons
,
J. R.
Prance
,
B. J.
Van Bael
,
T. S.
Koh
,
Z.
Shi
,
D. E.
Savage
,
M. G.
Lagally
,
R.
Joynt
,
M.
Friesen
,
S. N.
Coppersmith
 et al,
Phys. Rev. Lett.
106
,
156804
(
2011
).
24.
B. M.
Maune
,
M. G.
Borselli
,
B.
Huang
,
T. D.
Ladd
,
P. W.
Deelman
,
K. S.
Holabird
,
A. A.
Kiselev
,
I.
Alvarado-Rodriguez
,
R. S.
Ross
,
A. E.
Schmitz
 et al,
Nature
481
,
344
(
2012
).
25.
J. J. L.
Morton
,
D. R.
McCamey
,
M. A.
Eriksson
, and
S. A.
Lyon
,
Nature
479
,
345
(
2011
).
26.
F. A.
Zwanenburg
,
A. S.
Dzurak
,
A.
Morello
,
M. Y.
Simmons
,
L. C. L.
Hollenberg
,
G.
Klimeck
,
S.
Rogge
,
S. N.
Coppersmith
, and
M. A.
Eriksson
,
Rev. Mod. Phys.
85
,
961
(
2013
).
27.
S.
Lee
,
Y.
Lee
,
E. B.
Song
, and
T.
Hiramoto
,
Nano Lett.
14
,
71
(
2014
).
28.
R.
Li
,
F. E.
Hudson
,
A. S.
Dzurak
, and
A. R.
Hamilton
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
163508
(
2013
).
29.
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
).
30.
A.
Fujiwara
and
Y.
Takahashi
,
Nature
410
,
560
(
2001
).
31.
Y.
Ono
,
K.
Nishiguchi
,
A.
Fujiwara
,
H.
Yamaguchi
,
H.
Inokawa
, and
Y.
Takahashi
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
102106
(
2007
).
32.
L. J.
Klein
,
D. E.
Savage
, and
M. A.
Eriksson
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
033103
(
2007
).
33.
Z.
Zhong
,
Y.
Fang
,
W.
Lu
, and
C. M.
Lieber
,
Nano Lett.
5
,
1143
(
2005
).
34.
F. A.
Zwanenburg
,
C. E. W. M.
van Rijmenam
,
Y.
Fang
,
C. M.
Lieber
, and
L. P.
Kouwenhoven
,
Nano Lett.
9
,
1071
(
2009
).
35.
H.
Ishikuro
and
T.
Hiramoto
,
Appl. Phys. Lett.
74
,
1126
(
1999
).
36.
Y.
Kawaguchi
,
T.
Suxuki
, and
S.
Kawaji
,
Surf. Sci.
113
,
218
222
(
1982
).
37.
T.
Ando
,
A. B.
Fowler
, and
F.
Stern
,
Rev. Mod. Phys.
54
,
437
(
1982
).
You do not currently have access to this content.