We have fabricated a nanoscale ring of phosphorus dopants in silicon using a scanning tunneling microscope to pattern a hydrogen resist layer. Low-temperature magnetotransport measurements reveal both aperiodic universal conductance fluctuations and periodic Aharonov–Bohm oscillations. From the ratio of the h/e and h/2e components of the Aharonov–Bohm oscillations, we estimate a phase coherence length of 100nm at a temperature T=100mK. This is in agreement with previous results from weak localization measurements on low-dimensional dopant devices in silicon.

1.
S. J.
Robinson
,
J. S.
Kline
,
H. J.
Wheelwright
,
J. R.
Tucker
,
C. L.
Yang
,
R. R.
Du
,
B. E.
Volland
,
I. W.
Rangelow
, and
T. -C.
Shen
,
Phys. Rev. B
74
,
153311
(
2006
).
2.
W.
Pok
,
T. C. G.
Reusch
,
G.
Scappuci
,
F. J.
Rueß
,
A. R.
Hamilton
, and
M. Y.
Simmons
,
IEEE Trans. Nanotechnol.
6
,
213
(
2007
).
3.
M.
Fuechsle
,
F. J.
Rueß
,
T. C. G.
Reusch
,
M.
Mitic
, and
M. Y.
Simmons
,
J. Vac. Sci. Technol. A
25
,
2562
(
2007
).
4.
F. J.
Rueß
,
W.
Pok
,
T. C. G.
Reusch
,
M. J.
Butcher
,
K. E. J.
Goh
,
G.
Scappuci
,
A. R.
Hamilton
, and
M. Y.
Simmons
,
Small
3
,
563
(
2007
).
5.
F. J.
Rueß
,
K. E. J.
Goh
,
M. J.
Butcher
,
T. C. G.
Reusch
,
L.
Oberbeck
,
B.
Weber
,
A. R.
Hamilton
, and
M. Y.
Simmons
,
Nanotechnology
18
,
044023
(
2007
).
6.
F. J.
Rueß
,
B.
Weber
,
K. E. J.
Goh
,
O.
Klochan
,
A. R.
Hamilton
, and
M. Y.
Simmons
,
Phys. Rev. B
76
,
085403
(
2007
).
7.
K. E. J.
Goh
,
L.
Oberbeck
,
M. Y.
Simmons
,
A. R.
Hamilton
, and
M. J.
Butcher
,
Phys. Rev. B
73
,
035401
(
2006
).
8.
K. E. J.
Goh
, Ph.D. thesis,
University of New South Wales
,
2006
.
9.
S.
Washburn
and
R. A.
Webb
,
Adv. Phys.
35
,
375
(
1986
).
10.
P. A.
Lee
,
A. D.
Stone
, and
H.
Fukuyama
,
Phys. Rev. B
35
,
1039
(
1987
).
11.
M. Y.
Simmons
,
F. J.
Ruess
,
K. E. H.
Goh
,
T.
Hallam
,
S. R.
Schofield
,
L.
Oberbeck
,
N. J.
Curson
,
A. R.
Hamilton
,
M. J.
Butcher
,
R. G.
Clark
, and
T. C. G.
Reusch
,
Mol. Simul.
31
,
505
(
2005
).
12.
J. W.
Lyding
,
T. -C.
Shen
,
J. S.
Hubacek
,
J. R.
Tucker
, and
G. C.
Abeln
,
Appl. Phys. Lett.
64
,
2010
(
1994
).
13.
S.
Washburn
,
C. P.
Umbach
,
R. B.
Laibowitz
, and
R. A.
Webb
,
Phys. Rev. B
32
,
4789
(
1985
).
14.
R. A.
Webb
,
S.
Washburn
,
C. P.
Umbach
, and
R. B.
Laibowitz
,
Phys. Rev. Lett.
54
,
2696
(
1985
).
15.
W. X.
Gao
,
K.
Ismail
,
K. Y.
Lee
,
J. O.
Chu
, and
S.
Washburn
,
Appl. Phys. Lett.
65
,
3114
(
1994
).
You do not currently have access to this content.