Single electron sources have been studied as a device to establish an electric current standard for 30 years and recently as an on-demand coherent source for fermion quantum optics. In order to construct the single electron source on a GaAs/AlGaAs two-dimensional electron gas (2DEG), it is often necessary to fabricate a sub-micrometer wire by etching. We have established techniques to fabricate the wire made of the fragile 2DEG by combining photolithography and electron beam lithography with one-step photoresist coating, which enables us to etch fine and coarse structures simultaneously. It has been demonstrated that the fabricated single electron source pumps a fixed number of electrons per cycle with radio frequency. The fabrication technique improves the lithography process with lower risk of damage to the 2DEG.

1.
L. P.
Kouwenhoven
,
A. T.
Johnson
,
N. C.
van der Vaart
,
C. J. P. M.
Harmans
, and
C. T.
Foxon
,
Phys. Rev. Lett.
67
,
1626
(
1991
).
2.
Y.
Nagamune
,
H.
Sakaki
,
L. P.
Kouwenhoven
,
L. C.
Mur
,
C. J. P. M.
Harmans
,
J.
Motohisa
, and
H.
Noge
,
Appl. Phys. Lett.
64
,
2379
(
1994
).
3.
M. W.
Keller
,
A. L.
Eichenberger
,
J. M.
Martinis
, and
N. M.
Zimmerman
,
Science
285
,
1706
(
1999
).
4.
V. I.
Talyanskii
,
J. M.
Shilton
,
M.
Pepper
,
C. G.
Smith
,
C. J. B.
Ford
,
E. H.
Linfield
,
D. A.
Ritchie
, and
G. A. C.
Jones
,
Phys. Rev. B
56
,
15180
(
1997
).
5.
A.
Fujiwara
,
N. M.
Zimmerman
,
Y.
Ono
, and
Y.
Takahashi
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
1323
(
2004
).
6.
M. D.
Blumenthal
,
B.
Kaestner
,
L.
Li
,
S.
Giblin
,
T. J. B. M.
Janssen
,
M.
Pepper
,
D.
Anderson
,
G.
Jones
, and
D. A.
Ritchie
,
Nat. Phys.
3
,
343
(
2007
).
7.
G.
Fève
,
A.
Mahé
,
J.-M.
Berroir
,
T.
Kontos
,
B.
Plaçais
,
D. C.
Glattli
,
A.
Cavanna
,
B.
Etienne
, and
Y.
Jin
,
Science
316
,
1169
(
2007
).
8.
B.
Kaestner
,
V.
Kashcheyevs
,
S.
Amakawa
,
M. D.
Blumenthal
,
L.
Li
,
T. J. B. M.
Janssen
,
G.
Hein
,
K.
Pierz
,
T.
Weimann
,
U.
Siegner
, and
H. W.
Schumacher
,
Phys. Rev. B
77
,
153301
(
2008
).
9.
B.
Kaestner
,
V.
Kashcheyevs
,
G.
Hein
,
K.
Pierz
,
U.
Siegner
, and
H. W.
Schumacher
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
192106
(
2008
).
10.
G.
Yamahata
,
K.
Nishiguchi
, and
A.
Fujiwara
,
Nat. Commun.
5
,
5038
(
2014
).
11.
J. P.
Pekola
,
O.-P.
Saira
,
V. F.
Maisi
,
A.
Kemppinen
,
M.
Möttönen
,
Y. A.
Pashkin
, and
D. V.
Averin
,
Rev. Mod. Phys.
85
,
1421
(
2013
).
12.
Comptes rendus de la 26e réunion de la Conférence générale des poids et mesures (novembre 2018)
” (
Bureau International des Poids et Mesures
,
2019
).
13.
Le Système international d’unités (SI)
,” 9e édition (
Bureau International des Poids et Mesures
,
2019
).
14.
E.
Bocquillon
,
V.
Freulon
,
J. M.
Berroir
,
P.
Degiovanni
,
B.
Plaçais
,
A.
Cavanna
,
Y.
Jin
, and
G.
Fève
,
Science
339
,
1054
(
2013
).
15.
V.
Freulon
,
A.
Marguerite
,
J.-M.
Berroir
,
B.
Plaçais
,
A.
Cavanna
,
Y.
Jin
, and
G.
Fève
,
Nat. Commun.
6
,
6854
(
2015
).
16.
J. D.
Fletcher
,
P.
See
,
H.
Howe
,
M.
Pepper
,
S. P.
Giblin
,
J. P.
Griffiths
,
G. A. C.
Jones
,
I.
Farrer
,
D. A.
Ritchie
,
T. J. B. M.
Janssen
, and
M.
Kataoka
,
Phys. Rev. Lett.
111
,
216807
(
2013
).
17.
M.
Kataoka
,
N.
Johnson
,
C.
Emary
,
P.
See
,
J. P.
Griffiths
,
G. A. C.
Jones
,
I.
Farrer
,
D. A.
Ritchie
,
M.
Pepper
, and
T. J. B. M.
Janssen
,
Phys. Rev. Lett.
116
,
126803
(
2016
).
18.
N.
Ubbelohde
,
F.
Hohls
,
V.
Kashcheyevs
,
T.
Wagner
,
L.
Fricke
,
B.
Kästner
,
K.
Pierz
,
H. W.
Schumacher
, and
R. J.
Haug
,
Nat. Nanotechnol.
10
,
46
(
2015
).
19.
N.
Johnson
,
C.
Emary
,
S.
Ryu
,
H.
Sim
,
P.
See
,
J. D.
Fletcher
,
J. P.
Griffiths
,
G. A. C.
Jones
,
I.
Farrer
,
D. A.
Ritchie
,
M.
Pepper
,
T. J. B. M.
Janssen
, and
M.
Kataoka
,
Phys. Rev. Lett.
121
,
137703
(
2018
).
20.
P.
Roulleau
,
F.
Portier
,
P.
Roche
,
A.
Cavanna
,
G.
Faini
,
U.
Gennser
, and
D.
Mailly
,
Phys. Rev. Lett.
100
,
126802
(
2008
).
21.
J. M.
Shaw
and
M.
Hatzakis
,
IEEE Trans. Electron Devices
25
,
425
(
1978
).
22.
R. D. J.
Verhaar
,
J. W.
Bartsen
,
J. G.
Dil
,
C. A. H.
Juffermans
,
J. J. M. J.
de Klerk
, and
H.
Lifka
,
Microelectron. Eng.
3
,
511
(
1985
).
23.
R.
Jonckheere
,
A.
Tritchkov
,
V.
Van Driessche
, and
L.
Van den hove
,
Microelectron. Eng.
27
,
231
(
1995
).
24.
S.
Tedesco
,
T.
Mourier
,
B.
Dal’zotto
,
A.
Mcdougall
,
S.
Blanc-Coquant
,
Y.
Quéré
,
P. J.
Paniez
, and
B.
Mortini
,
J. Vac. Sci. Technol., B
16
,
3676
(
1998
).
25.
S.
Pauliac-Vaujour
,
C.
Comboroure
,
C.
Vizioz
,
S.
Barnola
,
P.
Brianceau
,
V. M.
Alvaro
,
C.
Dupré
, and
T.
Ernst
,
J. Vac. Sci. Technol., B
26
,
2583
(
2008
).
26.
W. H.
Guggina
,
D. G.
Ballegeer
, and
I.
Adesida
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B
59-60
,
1011
(
1991
).
27.
A.
Fujiwara
,
K.
Nishiguchi
, and
Y.
Ono
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
042102
(
2008
).
28.
B.
Kaestner
and
V.
Kashcheyevs
,
Rep. Prog. Phys.
78
,
103901
(
2015
).
29.
S. P.
Giblin
,
S. J.
Wright
,
J. D.
Fletcher
,
M.
Kataoka
,
M.
Pepper
,
T. J. B. M.
Janssen
,
D. A.
Ritchie
,
C. A.
Nicoll
,
D.
Anderson
, and
G. A. C.
Jones
,
New J. Phys.
12
,
073013
(
2010
).
30.
M.
Kataoka
,
J. D.
Fletcher
,
P.
See
,
S. P.
Giblin
,
T. J. B. M.
Janssen
,
J. P.
Griffiths
,
G. A. C.
Jones
,
I.
Farrer
, and
D. A.
Ritchie
,
Phys. Rev. Lett.
106
,
126801
(
2011
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.