We report on the hole compact double quantum dots fabricated using a conventional CMOS technology. We provide the evidence of Pauli spin blockade in the few hole regime that is relevant to spin qubit implementations. A current dip is observed around zero magnetic field, in agreement with the expected behavior for the case of strong spin-orbit. We deduce an intradot spin relaxation rate 120 kHz for the first holes, an important step towards a robust hole spin-orbit qubit.

1.
D.
Loss
and
D. P.
DiVincenzo
,
Phys. Rev. A
57
,
120
(
1998
).
2.
R.
Hanson
,
L. P.
Kouwenhoven
,
J. R.
Petta
,
S.
Tarucha
, and
L. M. K.
Vandersypen
,
Rev. Mod. Phys.
79
,
1217
(
2007
).
3.
S.
Nadj-Perge
,
S. M.
Frolov
,
E. P. A. M.
Bakkers
, and
L. P.
Kouwenhoven
,
Nature
468
,
1084
(
2010
).
4.
J. W. G.
van den Berg
,
S.
Nadj-Perge
,
V. S.
Pribiag
,
S. R.
Plissard
,
E. P. A. M.
Bakkers
,
S. M.
Frolov
, and
L. P.
Kouwenhoven
,
Phys. Rev. Lett.
110
,
066806
(
2013
).
5.
H.
Bluhm
,
S.
Foletti
,
I.
Neder
,
M.
Rudner
,
D.
Mahalu
,
V.
Umansky
, and
A.
Yacoby
,
Nat. Phys.
7
,
109
(
2011
).
6.
G.
de Lange
,
Z. H.
Wang
,
D.
Ristè
,
V. V.
Dobrovitski
, and
R.
Hanson
,
Science
330
,
60
(
2010
).
7.
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
,
M.
Sokolich
,
C. A.
Watson
,
M. F.
Gyure
, and
A. T.
Hunter
,
Nature
481
,
344
(
2012
).
8.
X.
Wu
,
D. R.
Ward
,
J. R.
Prance
,
D.
Kim
,
J. K.
Gamble
,
R. T.
Mohr
,
Z.
Shi
,
D. E.
Savage
,
M. G.
Lagally
,
M.
Friesen
,
S. N.
Coppersmith
, and
M. A.
Eriksson
,
Proc. Natl. Acad. Sci.
111
,
11938
(
2014
).
9.
E.
Kawakami
,
P.
Scarlino
,
D. R.
Ward
,
F. R.
Braakman
,
D. E.
Savage
,
M. G.
Lagally
,
M.
Friesen
,
S. N.
Coppersmith
,
M. A.
Eriksson
, and
L. M. K.
Vandersypen
,
Nat. Nanotechnol.
9
,
666
(
2014
).
10.
M.
Veldhorst
,
J. H. C.
Hwang
,
C. H.
Yang
,
A. W.
Leenstra
,
B.
de Ronde
,
J. P.
Dehollain
,
J. T.
Muhonen
,
F. E.
Hudson
,
K. M.
Itoh
,
A.
Morello
, and
A. S.
Dzurak
,
Nat. Nanotechnol.
9
,
981
(
2014
).
11.
M.
Pioro-Ladrière
,
T.
Obata
,
Y.
Tokura
,
Y.-S.
Shin
,
T.
Kubo
,
Y.
Yoshida
,
T.
Taniyama
, and
S.
Tarucha
,
Nat. Phys.
4
,
776
(
2008
).
12.
C.
Testelin
,
F.
Bernardot
,
B.
Eble
, and
M.
Chamarro
,
Phys. Rev. B
79
,
195440
(
2009
).
13.
R.
Li
,
F. E.
Hudson
,
A. S.
Dzurak
, and
A. R.
Hamilton
,
Nano Lett.
15
,
7314
(
2015
).
14.
B.
Voisin
,
R.
Maurand
,
S.
Barraud
,
M.
Vinet
,
X.
Jehl
,
M.
Sanquer
,
J.
Renard
, and
S.
De Franceschi
,
Nano Lett.
16
,
88
(
2016
).
15.
R.
Maurand
,
X.
Jehl
,
D.
Kotekar Patil
,
A.
Corna
,
H.
Bohuslavskyi
,
R.
Lavieville
,
L.
Hutin
,
S.
Barraud
,
M.
Vinet
,
M.
Sanquer
, and
S.
de Franceschi
, e-print arXiv:1605.07599.
16.
S.
Barraud
,
R.
Coquand
,
M.
Casse
,
M.
Koyama
,
J.
Hartmann
,
V.
Maffini-Alvaro
,
C.
Comboroure
,
C.
Vizioz
,
F.
Aussenac
,
O.
Faynot
, and
T.
Poiroux
,
IEEE Electron Device Lett.
33
,
1526
(
2012
).
17.
S.
Barraud
,
R.
Lavieville
,
L.
Hutin
,
H.
Bohuslavskyi
,
M.
Vinet
,
A.
Corna
,
P.
Clapera
,
M.
Sanquer
, and
X.
Jehl
,
Technologies
4
,
10
(
2016
).
18.
J.
Danon
and
Y. V.
Nazarov
,
Phys. Rev. B
80
,
041301
(
2009
).
19.
D.
Kotekar-Patil
,
A.
Corna
,
R.
Maurand
,
A.
Crippa
,
A.
Orlov
,
S.
Barraud
,
X.
Jehl
,
S.
De Franceschi
, and
M.
Sanquer
, e-print arXiv:1606.05855v1.
20.
W. G.
van der Wiel
,
S.
De Franceschi
,
J. M.
Elzerman
,
T.
Fujisawa
,
S.
Tarucha
, and
L. P.
Kouwenhoven
,
Rev. Mod. Phys.
75
,
1
(
2002
).
21.
M.
Pierre
,
M.
Hofheinz
,
X.
Jehl
,
M.
Sanquer
,
G.
Molas
,
M.
Vinet
, and
S.
Deleonibus
,
Eur. Phys. J. B
70
,
475
(
2009
).
22.
M.
Hofheinz
,
X.
Jehl
,
M.
Sanquer
,
G.
Molas
,
M.
Vinet
, and
S.
Deleonibus
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
143504
(
2006
).
23.
V. N.
Golovach
,
X.
Jehl
,
M.
Houzet
,
M.
Pierre
,
B.
Roche
,
M.
Sanquer
, and
L. I.
Glazman
,
Phys. Rev. B
83
,
075401
(
2011
).
24.
Y. M.
Niquet
,
D.
Rideau
,
C.
Tavernier
,
H.
Jaouen
, and
X.
Blase
,
Phys. Rev. B
79
,
245201
(
2009
).
25.
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
).
26.
K.
Ono
,
D. G.
Austing
,
Y.
Tokura
, and
S.
Tarucha
,
Science
297
,
1313
(
2002
).
27.
S.
Nadj-Perge
,
S. M.
Frolov
,
J. W. W.
van Tilburg
,
J.
Danon
,
Y. V.
Nazarov
,
R.
Algra
,
E. P. A. M.
Bakkers
, and
L. P.
Kouwenhoven
,
Phys. Rev. B
81
,
201305
(
2010
).
28.
G.
Yamahata
,
T.
Kodera
,
H. O. H.
Churchill
,
K.
Uchida
,
C. M.
Marcus
, and
S.
Oda
,
Phys. Rev. B
86
,
115322
(
2012
).
29.
N.
Lai
,
W.
Lim
,
C.
Yang
,
F.
Zwanenburg
,
W.
Coish
,
F.
Qassemi
,
A.
Morello
, and
A.
Dzurak
,
Sci. Rep.
1
,
110
(
2011
).
30.
A.
Pfund
,
I.
Shorubalko
,
K.
Ensslin
, and
R.
Leturcq
,
Phys. Rev. Lett.
99
,
036801
(
2007
).
31.
S. V.
Pribiag
,
S.
Nadj-Perge
,
S. M.
Frolov
,
J. W. G.
van den Berg
,
I.
van Weperen
,
S. R.
Plissard
,
E. P. A. M.
Bakkers
, and
L. P.
Kouwenhoven
,
Nat. Nanotechnol.
8
,
170
(
2013
).
32.
S.
Nadj-Perge
,
V. S.
Pribiag
,
J. W. G.
van den Berg
,
K.
Zuo
,
S. R.
Plissard
,
E. P. A. M.
Bakkers
,
S. M.
Frolov
, and
L. P.
Kouwenhoven
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
166801
(
2012
).
You do not currently have access to this content.