A triple-dot single-electron transistor was fabricated on silicon-on-insulator wafer using pattern-dependent oxidation. A specially designed one-dimensional silicon wire having small constrictions at both ends was converted to a triple-dot single-electron transistor by means of pattern-dependent oxidation. The fabrication of the center dot involved quantum size effects and stress-induced band gap reduction, whereas that of the two side dots involved thickness modulation because of the complex edge structure of two-dimensional silicon. Single-electron turnstile operation was confirmed at 8 K when a 100-mV, 1-MHz square wave was applied. Monte Carlo simulations indicated that such a device with inhomogeneous tunnel and gate capacitances can exhibit single-electron transfer.

1.
Y.
Takahashi
,
Y.
Ono
,
A.
Fujiwara
, and
H.
Inokawa
,
J. Phys. Condens. Matter
14
,
R995
(
2002
).
2.
Y.
Ono
,
Y.
Takahashi
,
K.
Yamazaki
,
M.
Nagase
,
H.
Namatsu
,
K.
Kurihara
, and
K.
Murase
,
Appl. Phys. Lett.
76
,
3121
(
2000
).
3.
H.
Inokawa
,
A.
Fujiwara
, and
Y.
Takahashi
,
IEEE Trans. Electron Devices
50
,
462
(
2003
).
4.
C. K.
Lee
,
S. J.
Kim
,
S. J.
Choi
,
J. B.
Choi
, and
Y.
Takahashi
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
093101
(
2008
).
5.
D.
Tsuya
,
M.
Suzuki
,
Y.
Aoyagi
, and
K.
Ishibashi
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
153101
(
2005
).
6.
M.
Saitoh
,
H.
Harata
, and
T.
Hiramoto
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
44
,
L338
(
2005
).
7.
L. J.
Geerligs
,
V. J.
Anderegg
,
P. A. M.
Holweg
,
J. E.
Mooji
,
H.
Pothier
,
D.
Esteve
,
C.
Urbina
, and
M. H.
Devoret
,
Phys. Rev. Lett.
64
,
2691
(
1990
).
8.
H.
Pothier
,
P.
Lafarge
,
R. F.
Orfila
,
C.
Urbina
,
D.
Esteve
, and
M. H.
Devoret
,
Physica B
169
,
573
(
1991
).
9.
A.
Rossi
,
T.
Tanttu
,
K. Y.
Tan
,
L.
Lisakka
,
R.
Zhao
,
K. W.
Chan
,
G. C.
Terramanzi
,
S.
Rogger
,
A. S.
Dzurak
, and
M.
Mottonen
,
Nano Lett.
14
(
6
),
3405
(
2014
).
10.
M.
Seo
,
Y.-H.
Ahn
,
Y.
Oh
,
Y.
Chung
,
S.
Ryu
,
H.-S.
Sim
,
I.-H.
Lee
,
M.-H.
Bae
, and
N.
Kim
,
Phys. Rev. B
90
,
085307
(
2014
).
11.
S. P.
Giblin
,
S. J.
Wright
,
J. D.
Fletcher
,
M.
Kataoka
,
M.
Pepper
,
T. J. M.
Janssen
,
D. A.
Ritchie
,
C. A.
Nicoll
,
D.
Anderson
, and
G. A. C.
Jones
,
New J. Phys.
12
,
073013
(
2010
).
12.
X.
Jehl
,
B.
Voisin
,
T.
Charron
,
P.
Clapera
,
S.
Ray
,
B.
Roche
,
M.
Sanquer
,
S.
Djordjevic
,
L.
Devoille
,
R.
Wacquez
, and
M.
Vinet
,
Phys. Rev. X
3
,
021012
(
2013
).
13.
M. W.
Keller
,
J. M.
Martinis
,
N. M.
Zimmerman
, and
A. H.
Steinbach
,
Appl. Phys. Lett.
69
,
1804
(
1996
).
14.
N. M.
Zimmerman
,
W. H.
Huber
,
A.
Fujiwara
, and
Y.
Takahashi
,
Appl. Phys. Lett.
79
,
3188
(
2001
).
15.
N. M.
Zimmerman
,
W. H.
Huber
,
B.
Simonds
,
E.
Hourdakis
,
A.
Fujiwara
,
Y.
Ono
,
Y.
Takahashi
,
H.
Inokawa
,
M.
Furlan
, and
M. W.
Keller
,
J. Appl. Phys.
104
,
033710
(
2008
).
16.
17.
L. P.
Kouwenhoven
,
A. T.
Johnson
,
N. C.
Van der Vaart
,
A.
Van der Enden
,
C. J. P. M.
Harmans
, and
C. T.
Foxon
,
Z. Phys. B: Condens. Matter
85
,
381
(
1991
).
18.
C.
Single
,
R.
Augke
,
F. E.
Prins
,
D. A.
Wharam
, and
D. P.
Kern
,
Semicond. Sci. Technol.
14
,
1165
(
1999
).
19.
A.
Nakajima
,
Y.
Ito
, and
S.
Yokoyama
,
Appl. Phys. Lett.
81
,
733
(
2002
).
20.
M.
Manoharan
,
Y.
Tsuchiya
,
S.
Oda
, and
H.
Mizuta
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
092110
(
2008
).
21.
S.
Imai
and
D.
Kawamura
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
48
,
124502
(
2009
).
22.
S.
Imai
and
D.
Kawamura
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
53
,
094002
(
2014
).
23.
K.
Yokoi
,
D.
Moraru
,
M.
Ligowski
, and
M.
Tabe
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
48
,
024503
(
2009
).
24.
K.
Yokoi
,
D.
Moraru
,
T.
Mizuno
, and
M.
Tabe
,
J. Appl. Phys.
108
,
053710
(
2010
).
25.
D.
Moraru
,
Y.
Ono
,
H.
Inokawa
, and
M.
Tabe
,
Phys. Rev. B
76
,
075332
(
2007
).
26.
D.
Moraru
,
M.
Ligowski
,
K.
Yokoi
,
T.
Mizuno
, and
M.
Tabe
,
Appl. Phys. Express
2
,
071201
(
2009
).
27.
Y.
Takahashi
,
M.
Nagase
,
H.
Namatsu
,
K.
Kurihara
,
K.
Iwadate
,
Y.
Nakajima
,
S.
Horiguchi
,
K.
Murase
, and
M.
Tabe
,
Electron. Lett.
31
,
136
(
1995
).
28.
S.
Horiguch
,
M.
Nagase
,
K.
Shiraishi
,
H.
Kageshima
,
Y.
Takahashi
, and
K.
Murase
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
40
,
L29
(
2001
).
29.
Y.
Takahashi
,
H.
Namatsu
,
K.
Kurihara
,
K.
Iwadate
,
M.
Nagase
, and
K.
Murase
,
IEEE Trans. Electron Devices
43
,
1213
(
1996
).
30.
M.
Jo
,
T.
Kaizawa
,
M.
Arita
,
A.
Fujiwara
,
Y.
Ono
,
H.
Inokawa
,
J.-B.
Choi
, and
Y.
Takahashi
,
Thin Solid Films
518
,
S186
(
2010
).
31.
Y.
Ono
,
N. M.
Zimmerman
,
K.
Yamazaki
,
H.
Namatsu
, and
Y.
Takahashi
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
42
,
L1109
(
2003
).
32.
A.
Fujiwara
,
N. M.
Zimmerman
,
Y.
Ono
, and
Y.
Takahashi
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
1323
(
2004
).
33.
S.
Imai
and
N.
Iwasa
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
54
,
064001
(
2015
).
34.
S.
Imai
,
A.
Nakajima
, and
T.
Kobata
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
54
,
104001
(
2015
).
35.
A.
Fujiwara
,
K.
Nishiguchi
, and
Y.
Ono
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
042102
(
2008
).
36.
G.
Shinkai
,
T.
Hayashi
,
T.
Ota
, and
T.
Fujisawa
,
Phys. Rev. Lett.
103
,
056802
(
2009
).
37.
J.
Gorman
,
D. G.
Hasko
, and
D. A.
Williams
,
Phys. Rev. Lett.
95
,
090502
(
2005
).
You do not currently have access to this content.