Recent studies have demonstrated that the band structure of a carbon nanotube (CNT) depends not only on its geometry but also on various factors such as atmosphere chemical composition and dielectric environment. Systematic studies of these effects require an efficient tool for an in situ investigation of a CNT band structure. In this work, we fabricate tunneling contacts to individual semiconducting carbon nanotubes through a thin layer of alumina and perform tunneling spectroscopy measurements. We use field-effect transistor configuration with four probe contacts (two tunnel and two ohmic) and bottom gates. Bandgap values extracted from tunneling measurements match the values estimated from the diameter value within the zone-folding approximation. We also observe the splitting of Van-Hove singularities of the density of states under an axial magnetic field.

1.
M.
Freitag
,
Y.
Martin
,
J. A.
Misewich
,
R.
Martel
, and
P.
Avouris
,
Nano Lett.
3
,
1067
(
2003
).
2.
H.
Chen
,
N.
Xi
,
K. W. C.
Lai
,
C. K. M.
Fung
, and
R.
Yang
,
IEEE Trans. Nanotechnol.
9
,
582
(
2010
).
3.
G.
Fedorov
,
I.
Gayduchenko
,
N.
Titova
,
A.
Gazaliev
,
M.
Moskotin
,
N.
Kaurova
,
B.
Voronov
, and
G.
Goltsman
,
Phys. Status Solidi B
255
,
1700227
(
2018
).
4.
T.
Zhang
,
M.
Nix
,
B.-Y.
Yoo
,
M.
Deshusses
, and
N.
Myung
,
Electroanalysis
18
,
1153
(
2006
).
5.
T.
Zhang
,
S.
Mubeen
,
N. V.
Myung
, and
M. A.
Deshusses
,
Nanotechnology
19
,
332001
(
2008
).
6.
K.
Balasubramanian
and
M.
Burghard
,
Anal. Bioanal. Chem.
385
,
452
(
2006
).
7.
Z.
Shi
,
X.
Hong
,
H. A.
Bechtel
,
B.
Zeng
,
M. C.
Martin
,
K.
Watanabe
,
T.
Taniguchi
,
Y.-R.
Shen
, and
F.
Wang
,
Nat. Photonics
9
,
515
(
2015
).
8.
Q.
Zhang
,
E. H.
Hároz
,
Z.
Jin
,
L.
Ren
,
X.
Wang
,
R. S.
Arvidson
,
A.
Lüttge
, and
J.
Kono
,
Nano Lett.
13
,
5991
(
2013
).
9.
V.
Ryzhii
,
T.
Otsuji
,
M.
Ryzhii
,
V. G.
Leiman
,
G.
Fedorov
,
G. N.
Goltzman
,
I. A.
Gayduchenko
,
N.
Titova
,
D.
Coquillat
,
D.
But
,
W.
Knap
,
V.
Mitin
, and
M. S.
Shur
,
J. Appl. Phys.
120
,
044501
(
2016
).
10.
Y.
Matyushkin
,
S.
Danilov
,
M.
Moskotin
,
G.
Fedorov
,
A.
Bochin
,
I.
Gorbenko
,
V.
Kachorovskii
, and
S.
Ganichev
,
Opt. Express
29
,
37189
(
2021
).
11.
S. J.
Tans
,
A. R. M.
Verschueren
, and
C.
Dekker
,
Nature
393
,
49
(
1998
).
12.
R.
Martel
,
T.
Schmidt
,
H. R.
Shea
,
T.
Hertel
, and
P.
Avouris
,
Appl. Phys. Lett.
73
,
2447
(
1998
).
15.
G.
Hills
,
C.
Lau
,
A.
Wright
,
S.
Fuller
,
M. D.
Bishop
,
T.
Srimani
,
P.
Kanhaiya
,
R.
Ho
,
A.
Amer
,
Y.
Stein
,
D.
Murphy
,
Arvind
,
A.
Chandrakasan
, and
M. M.
Shulaker
,
Nature
572
,
595
(
2019
).
16.
C.
Zhu
,
Y.
Liu
,
J.
Xu
,
Z.
Nie
,
Y.
Li
,
Y.
Xu
,
R.
Zhang
, and
F.
Wang
,
Sci. Rep.
7
,
11221
(
2017
).
17.
F.
Shao
,
F. X.
Zha
,
C. B.
Pan
,
J.
Shao
,
X. L.
Zhao
, and
X. C.
Shen
,
Phys. Rev. B
89
,
085423
(
2014
).
18.
L.
Aspitarte
,
D. R.
McCulley
,
A.
Bertoni
,
J. O.
Island
,
M.
Ostermann
,
M.
Rontani
,
G. A.
Steele
, and
E. D.
Minot
,
Sci. Rep.
7
,
8828
(
2017
).
20.
T. W.
Odom
,
J.-L.
Huang
,
P.
Kim
, and
C. M.
Lieber
,
J. Phys. Chem. B
104
,
2794
(
2000
).
21.
J. W. G.
Wilder
,
L. C.
Venema
,
A. G.
Rinzler
,
R. E.
Smalley
, and
C.
Dekker
,
Nature
391
,
59
(
1998
).
22.
T. W.
Odom
,
J.-L.
Huang
,
P.
Kim
, and
C. M.
Lieber
,
Nature
391
,
62
(
1998
).
23.
Y.
Matyushkin
,
N.
Kaurova
,
B.
Voronov
,
G.
Goltsman
, and
G.
Fedorov
,
Fullerenes, Nanotubes Carbon Nanostruct.
28
,
50
(
2020
).
24.
D.-H.
Choi
,
S. M.
Lee
,
D.-W.
Jeong
,
J.-O.
Lee
,
D. H.
Ha
,
M.-H.
Bae
, and
J.-J.
Kim
,
Molecules
26
,
2128
(
2021
).
25.
H.
Ajiki
and
T.
Ando
,
J. Phys. Soc. Jpn.
62
,
1255
(
1993
).
26.
H.
Ajiki
and
T.
Ando
,
Physica B
201
,
349
(
1994
).
27.
E. D.
Minot
,
Y.
Yaish
,
V.
Sazonova
, and
P. L.
McEuen
,
Nature
428
,
536
(
2004
).
28.
U.
Coskun
,
T.-C.
Wei
,
S.
Vishveshwara
,
P.
Goldbart
, and
A.
Bezryadin
,
Science
304
,
1132
(
2004
).
29.
C.
Strunk
,
B.
Stojetz
, and
S.
Roche
,
Semicond. Sci. Technol.
21
,
S38
(
2006
).
30.
M. R.
Buitelaar
,
A.
Bachtold
,
T.
Nussbaumer
,
M.
Iqbal
, and
C.
Schönenberger
,
Phys. Rev. Lett.
88
,
156801
(
2002
).
31.
J.
Kong
,
H. T.
Soh
,
A. M.
Cassell
,
C. F.
Quate
, and
H.
Dai
,
Nature
395
,
878
(
1998
).
32.
N. R.
Franklin
,
Y.
Li
,
R. J.
Chen
,
A.
Javey
, and
H.
Dai
,
Appl. Phys. Lett.
79
,
4571
(
2001
).
33.
L. J.
Zeng
,
T.
Greibe
,
S.
Nik
,
C. M.
Wilson
,
P.
Delsing
, and
E.
Olsson
,
J. Appl. Phys.
113
,
143905
(
2013
).
34.
B.
Dlubak
,
M.-B.
Martin
,
C.
Deranlot
,
K.
Bouzehouane
,
S.
Fusil
,
R.
Mattana
,
F.
Petroff
,
A.
Anane
,
P.
Seneor
, and
A.
Fert
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
203104
(
2012
).
35.
P. R.
Wallace
,
Phys. Rev.
71
,
622
(
1947
).
36.
R. B.
Weisman
and
S. M.
Bachilo
,
Nano Lett.
3
,
1235
(
2003
).
37.
R. S.
Park
,
M. M.
Shulaker
,
G.
Hills
,
L. S.
Liyanage
,
S.
Lee
,
A.
Tang
,
S.
Mitra
, and
H.-S. P.
Wong
,
ACS Nano
10
,
4599
(
2016
).
38.
S.
Kar
,
A.
Vijayaraghavan
,
C.
Soldano
,
S.
Talapatra
,
R.
Vajtai
,
O.
Nalamasu
, and
P. M.
Ajayan
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
132118
(
2006
).
39.
H.
Wang
,
Y.
Wu
,
C.
Cong
,
J.
Shang
, and
T.
Yu
,
ACS Nano
4
,
7221
(
2010
).
40.
Y. G.
Lee
,
C. G.
Kang
,
U. J.
Jung
,
J. J.
Kim
,
H. J.
Hwang
,
H.-J.
Chung
,
S.
Seo
,
R.
Choi
, and
B. H.
Lee
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
183508
(
2011
).
41.
T.
Ando
,
J. Phys. Soc. Jpn.
74
,
777
(
2005
).
42.
J.-C.
Charlier
,
X.
Blase
, and
S.
Roche
,
Rev. Mod. Phys.
79
,
677
(
2007
).
43.
D.
Mtsuko
,
A.
Koshio
,
M.
Yudasaka
,
S.
Iijima
, and
M.
Ahlskog
,
Phys. Rev. B
91
,
195426
(
2015
).
44.
G.
Fedorov
,
A.
Tselev
,
D.
Jiménez
,
S.
Latil
,
N. G.
Kalugin
,
P.
Barbara
,
D.
Smirnov
, and
S.
Roche
,
Nano Lett.
7
,
960
(
2007
).
45.
G.
Fedorov
,
P.
Barbara
,
D.
Smirnov
,
D.
Jiménez
, and
S.
Roche
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
132101
(
2010
).
You do not currently have access to this content.