Transport in graphene nanostructures

Abstract

Graphene nanostructures are promising candidates for future nanoelectronics and solid-state quantum information technology. In this review we provide an overview of a number of electron transport experiments on etched graphene nanostructures. We briefly revisit the electronic properties and the transport characteristics of bulk, i.e., two-dimensional graphene. The fabrication techniques for making graphene nanostructures such as nanoribbons, single electron transistors and quantum dots, mainly based on a dry etching “paper-cutting” technique are discussed in detail. The limitations of the current fabrication technology are discussed when we outline the quantum transport properties of the nanostructured devices. In particular we focus here on transport through graphene nanoribbons and constrictions, single electron transistors as well as on graphene quantum dots including double quantum dots. These quasi-one-dimensional (nanoribbons) and quasi-zero-dimensional (quantum dots) graphene nanostructures show a clear route of how to overcome the gapless nature of graphene allowing the confinement of individual carriers and their control by lateral graphene gates and charge detectors. In particular, we emphasize that graphene quantum dots and double quantum dots are very promising systems for spin-based solid state quantum computation, since they are believed to have exceptionally long spin coherence times due to weak spin–orbit coupling and weak hyperfine interaction in graphene.

Keywords

graphene / nanostructures / electron transport / quantum dots

References

[1] R. Saito, G. Dresselhaus, and M. S. Dresselhaus, Physical Properties of Carbon Nanotubes, London: Imperial College Press, 2001

[2] P. R. Wallace, Phys Rev., 1947, 71(9): 622

[3] A. K. Geim and K. S. Novoselov, Nat. Mater., 2007, 6(3): 183

[4] A. Castro-Neto, F. Guinea, N. M. Peres, K. S. Novoselov, and A. K. Geim, Rev. Mod. Phys., 2009, 81(1): 109

[5] S. Reich, J. Maultzsch, C. Thomsen, and P. Ordejon, Phys. Rev. B, 2002, 66(3): 035412

[6] J. W. McClure, Phys Rev., 1957, 108(3): 612

[7] A. Castro-Neto, F. Guinea, and N. M. Peres, Phys. World, 2006, 19: 33

[8] M. I. Katsnelson, Eur. J. Phys. B, 2006, 51(2): 157

[9] M. I. Katsnelson and K. S. Novoselov, Solid State Commun., 2007, 143(1–2): 3

[10] T. Ando, T. Nakanishia, and R. Saito, Microelectron. Eng., 1999, 47(1–4): 421

[11] T. Ando and T. Nakanishi, J. Phys. Soc. Jpn., 1998, 67(5): 1704

[12] K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, M. I. Katsnelson, I. V. Grigorieva, S. V. Dubonos, and A. A. Firsov, Nature, 2005, 438(7065): 197

[13] Y. Zhang, Y.-W. Tan, H. L. Stormer, and P. Kim, Nature, 2005, 438(7065): 201

[14] S. Y. Zhou, G.-H. Gweon, J. Graf, A. V. Fedorov, C. D. Spataru, R. D. Diehl, Y. Kopelevich, D.-H. Lee, S. G. Louie, and A. Lanzara, Nat. Phys., 2006, 2(9): 595

[15] A. Bostwick, T. Ohta, T. Seyller, H. K. Horn, and E. Rotenberg, Nat. Phys., 2007, 3(1): 36

[16] C. R. Dean, A. F. Young, I. Meric, C. Lee, L. Wang, S. Sorgenfrei, K. Watanabe, T. Taniguchi, P. Kim, K. L. Shepard, and J. Hone, Nat. Nanotech., 2010, 5(10): 722

[17] K. I. Bolotin, K. J. Sikes, J. Hone, H. L. Stormer, and P. Kim, Phys. Rev. Lett., 2008, 101(9): 096802

[18] K. I. Bolotin, K. J. Sikes, Z. Jiang, G. Fundenberg, J. Hone, P. Kim, and H. L. Stormer, Solid State Commun., 2008, 146: 351

[19] X. Du, I. Skachko, A. Barker, and E. Y. Andrei, Nat. Nanotech., 2008, 3: 491

[20] E. V. Castro, H. Ochoa, M. I. Katsnelson, R. V. Gorbachev, D. C. Elias, K. S. Novoselov, A. K. Geim, and F. Guinea, Phys. Rev. Lett., 2010, 105(26): 266601

[21] O. Klein, Z. Phys., 1929, 53(3–4): 157

[22] N. Dombey and A. Calogeracos, Phys. Rep., 1999, 315(1–3): 41

[23] M. I. Katsnelson, K. S. Novoselov, and A. K. Geim, Nat. Phys., 2006, 2(9): 620

[24] A. Calogeracos and N. Dombey, Contemp. Phys., 1999, 40(5): 313

[25] R. K. Su, G. C. Siu, and X. Chou, J. Phys. A, 1993, 26(4): 1001

[26] V. G. Veselago, Sov. Phys. Usp., 1968, 10(4): 509

[27] Y.-M. Lin, V. Perebeinos, Z. Chen, and P. Avouris, Phys. Rev. B, 2008, 78(16): 161409

[28] K. S. Novoselov, Z. Jiang, Y. Zhang, S. V. Morozov, H. L. Stormer, U. Zeitler, J. C. Maan, G. S. Boebinger, P. Kim, and A. K. Geim, Science, 2007, 315(5817): 1379

[29] T. Ando, T. Nakanishi, and R. Saito, J. Phys. Soc. Jpn., 1998, 67(8): 2857

[30] M. V. Berry, Proc. R. Soc. Lond. A, 1984, 392(1802): 45

[31] G. P. Mikitik and Y. V. Sharlai, Phys. Rev. Lett., 1999, 82(10): 2147

[32] V. P. Gusynin, S. G. Sharapov, and J. P. Carbotte, Int. J. Mod. Phys. B, 2007, 21(27): 4611

[33] A. K. Geim and P. Kim, Sci. Am., 2008, 298(4): 68

[34] A. K. Geim, Science, 2009, 324(5934): 1530

[35] D. Huertas-Hernando, F. Guinea, and A. Brataas, Phys. Rev. B, 2006, 74(15): 155426

[36] H. Min, J. E. Hill, N. A. Sinitsyn, B. R. Sahu, L. Kleinman, and A. H. MacDonald, Phys. Rev. B, 2006, 74(16): 165310

[37] B. Trauzettel, D. V. Bulaev, D. Loss, and G. Burkard, Nat. Phys., 2007, 3(3): 192

[38] J. R. Petta, A. C. Johnson, J. M. Taylor, E. A. Laird, A. Yacoby, M. D. Lukin, C. M. Marcus, M. P. Hanson, and A. C. Gossard, Science, 2005, 309(5744): 2180

[39] F. H. L. Koppens, C. Buizert, K. J. Tielrooij, I. T. Vink, K. C. Nowack, T. Meunier, L. P. Kouwenhoven, and L. M. K. Vandersypen, Nature, 2006, 442(7104): 766

[40] C. Stampfer, J. Güttinger, F. Molitor, S. Schnez, E. Schurtenberger, A. Jacobsen, S. Hellmüller, T. Ihn, and K. Ensslin, book chapter in: Handbook of Nanophysics: Functional Nanomaterials, edited by K. D. Sattler, CRC Press, 2010

[41] S. Datta, Electronic Transport in Mesoscopic Systems, Cambridge: Cambridge University Press, 1995

[42] K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science, 2004, 306(5696): 666

[43] C. Stampfer, F. Molitor, D. Graf, K. Ensslin, A. Jungen, C. Hierold, and L. Wirtz, Appl. Phys. Lett., 2007, 91(24): 241907

[44] E. H. Hwang, S. Adam, and S. Das Sarma, Phys. Rev. Lett., 2007, 98(18): 186806

[45] S. Ryu, L. Liu, S. Berciaud, Y. J. Yu, H. Liu, P. Kim, G. W. Flynn, and L. E. Brus, Nano Lett., 2010, 10(12): 4944

[46] F. Molitor, J. Güttinger, C. Stampfer, D. Graf, T. Ihn, and K. Ensslin, Phys. Rev. B, 2007, 76(24): 245426

[47] J. Meyer, A. K. Geim, M. I. Katsnelson, K. S. Novoselov, T. J. Booth, and S. Roth, Nature, 2007, 446(7131): 60

[48] J. Moser, A. Barreiro, and A. Bachtold, Appl. Phys. Lett., 2007, 91(16): 163513

[49] J. Martin, N. Akerman, G. Ulbricht, T. Lohmann, J. H. Smet, K. von Klitzing, and A. Yacoby, Nat. Phys., 2008, 4(2): 144

[50] J. Tworzydlo, B. Trauzettel, M. Titov, A. Rycerz, and C. W. J. Beenakker, Phys. Rev. Lett., 2006, 96(24): 246802

[51] Y.-W. Tan, Y. Zhang, K. Bolotin, Y. Zhao, S. Adam, E. H. Hwang, S. Das Sarma, H. L. Stormer, and P. Kim, Phys. Rev. Lett., 2007, 99(24): 246803

[52] E. Fradkin, Phys. Rev. B, 1986, 33(5): 3263

[53] A. W. W. Ludwig, M. P. A. Fisher, R. Shankar, and G. Grinstein, Phys. Rev. B, 1994, 50(11): 7526

[54] N. M. R. Peres, F. Guinea, and A. H. Castro-Neto, Phys. Rev. B, 2006, 73(12): 125411

[55] P. M. Ostrovsky, I. V. Gornyi, and A. D. Mirlin, Phys. Rev. B, 2006, 74(23): 235443

[56] K. Ziegler, Phys. Rev. Lett., 1998, 80(14): 3113

[57] F. Miao, S. Wijeratne, Y. Zhang, U. C. Coskun, W. Bao, and C. N. Lau, Science, 2007, 317(5844): 1530

[58] R. Danneau, F. Wu, M. F. Craciun, S. Russo, M. Y. Tomi, J. Salmilehto, A. F. Morpurgo, and P. J. Hakonen, J. Low Temp. Phys., 2008, 153(5–6): 374

[59] Z. Jiang, Y. Zhang, Y.-W. Tan, H. L. Stormer, and P. Kim, Solid State Commun., 2007, 143(1–2): 14

[60] Z. Jiang, Y. Zhang, H. L. Stormer, and P. Kim, Phys. Rev. Lett., 2007, 99(10): 106802

[61] V. K. Klitzing, G. Dorda, and M. Pepper, Phys. Rev. Lett., 1980, 45(6): 494

[62] E. V. Gorbar, V. P. Gusynin, V. A. Miransky, and I. A. Shovkovy, Phys. Rev. B, 2002, 66(4): 045108

[63] Y. Zheng and T. Ando, Phys. Rev. B, 2002, 65(24): 245420

[64] V. P. Gusynin and S. G. Sharapov, Phys. Rev. Lett., 2005, 95(14): 146801

[65] D. C. Tsui, H. L. Stormer, and A. C. Gossard, Phys. Rev. Lett., 1982, 48(22): 1559

[66] X. Du, I. Skachko, F. Duerr, A. Luican, and E. Y. Andrei, Nature, 2009, 462(7270): 192

[67] K. I. Bolotin, F. Ghahari, M. D. Shulman, H. L. Stormer, and P. Kim, Nature, 2009, 462(7270): 196

[68] S. Franssila, Introduction to Micro Fabrication, Hoboken: John Wiley & Sons, 2004

[69] T. Ohta, A. Bostwick, T. Seyller, K. Horn, and E. Rotenberg, Science, 2006, 313(5789): 951

[70] C. Berger, Z. Song, X. Li, X. Wu, N. Brown, C. Naud, D. Mayou, T. Li, J. Hass, A. N. Marchenkov, E. H. Conrad, P. N. First, and W. A. de Heer, Science, 2006, 312(5777): 1191

[71] P. W. Sutter, J.-I. Flege, and E. A. Sutter, Nat. Mater., 2008, 7(5): 406

[72] K. S. Kim, Y. Zhao, H. Jang, S. Y. Lee, J. M. Kim, K. S. Kim, J. H. Ahn, P. Kim, J. Choi, and B. H. Hong, Nature, 2009, 457(7230): 706

[73] X. Li, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Science, 2009, 324(5932): 1312

[74] G. Eda, G. Fanchini, and M. Chhowalla, Nat. Nanotech., 2008, 3(5): 270

[75] C. Stampfer, A. Bürli, A. Jungen, and C. Hierold, Physica Status Solidi B, 2007, 244(11): 4341

[76] A. C. Ferrari, J. C. Meyer, V. Scardaci, C. Casiraghi, M. Lazzeri, F. Mauri, S. Piscanec, Da. Jiang, K. S. Novoselov, S. Roth, and A. K. Geim, Phys. Rev. Lett., 2006, 97: 187401

[77] A. Gupta, G. Chen, P. Joshi, S. Tadigadapa, and P. C. Eklund, Nano Lett., 2006, 6(12): 2667

[78] D. Graf, F. Molitor, K. Ensslin, C. Stampfer, A. Jungen, H. Hierold, and L. Wirtz, Nano Lett., 2007, 7(2): 238

[79] D. S. L. Abergel, A. Russell, and V. Falko, Appl. Phys. Lett., 2007, 91(6): 063125

[80] P. Blake, K. S. Novoselov, A. H. Castro Neto, D. Jiang, R. Yang, T. J. Booth, A. K. Geim, and E. W. Hill, Appl. Phys. Lett., 2007, 91(6): 063124

[81] S. Roddaro, P. Pingue, V. Piazza, V. Pellegrini, and F. Beltram, Nano Lett., 2007, 7: 2707

[82] C. Casiraghi, A. Hartschuh, A. E. Lidorikis, H. Qian, H. Harutyunyan, T. Gokus, K. S. Novoselov, and A. C. Ferrari, Nano Lett., 2007, 7: 2711

[83] S. Pisana, M. Lazzeri, C. Casiraghi, K. S. Novoselov, A. K. Geim, A. C. Ferrari, and F. Mauri, Nat. Mater., 2007, 6(3): 198

[84] S. Reich, C. Thomsen, and J. Maultzsch, Carbon Nanotubes: Basic Concepts and Physical Properties, Berlin: Wiley-VCH, 2004

[85] M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, A. Jorio, A. G., Souza, and R. Saito, Carbon, 2002, 40: 2043

[86] A. C. Ferrari, Solid State Commun., 2007, 143(1–2): 47

[87] C. Casiraghi, S. Pisana, K. S. Novoselov, A. K. Geim, and A. C. Ferrari, Appl. Phys. Lett., 2007, 91(23): 233108

[88] J. Fernandez-Rossier, J. J. Palacios, and L. Brey, Phys. Rev. B, 2007, 75(20): 205441

[89] A. Das, S. Pisana, B. Chakraborty, S. Piscanec, S. K. Saha, U. V. Waghmare, K. S. Novoselov, H. R. Krishnamurthy, A. K. Geim, A. K. Sood, and A. C. Ferrari, Nat. Nanotech., 2008, 3(4): 210

[90] S. Berciaud, S. Ryu, L. E. Brus, and T. F. Heinz, Nano Lett., 2009, 9(1): 346

[91] C. Thomsen and S. Reich, Phys. Rev. Lett., 2000, 85(24): 5214

[92] J. Maultzsch, S. Reich, C. Thomsen, S. Webster, R. Czerw, D. L. Carroll, S.M. C. Vieira, P. R. Birkett, and C. A. Rego, Appl. Phys. Lett., 2002, 81(14): 2647

[93] D. Bischoff, J. Güttinger, S. Dröscher, T. Ihn, K. Ensslin, and C. Stampfer, J. Appl. Phys., 2011, 109(7): 073710

[94] J. Güttinger, C. Stampfer, S. Hellmüller, F. Molitor, T. Ihn, and K. Ensslin, Appl. Phys. Lett., 2008, 93(21): 212102

[95] Y. Aharonov and D. Bohm, Phys. Rev., 1959, 115(3): 485

[96] S. Russo, J. B. Oostinga, D. Wehenkel, H. B. Heersche, S. Shams Sobhani, L. M. K. Vandersypen, and A. F. Mopurgo, Phys. Rev. B, 2008, 77(8): 085413

[97] M. Huefner, F. Molitor, A. Jacobsen, A. Pioda, C. Stampfer, K. Ensslin, and T. Ihn, Physica Status Solidi B, 2009, 246(11–12): 2756

[98] M. Huefner, F. Molitor, A. Jacobsen, A. Pioda, C. Stampfer, K. Ensslin, and T. Ihn, New J. Phys., 2010, 12(4): 043054

[99] Y. Wang, Y. Ouyang, X. Li, G. Wang, J. Guo, and H. Dai, Phys. Rev. Lett., 2008, 100(20): 206803

[100] Q. Zhang, T. Fang, H. Xing, A. Seabaugh, and D. Jena, IEEE Electron Device Lett., 2008, 29(12): 1344

[101] I. Meric, M. Y. Han, A. F. Young, B. Oezyilmaz, P. Kim, and K. Shepard, Nat. Nanotech., 2008, 3(11): 654

[102] X. Li, X. Wang, L. Zhang, S. Lee, and H. Dai, Science, 2008, 319(5867): 1229

[103] L. Liao, J. Bai, R. Cheng, Y.-C. Lin, S. Jiang, Y. Huang, and X. Duan, Nano Lett., 2010, 10(5): 1917

[104] C. Stampfer, J. Güttinger, F. Molitor, D. Graf, T. Ihn, and K. Ensslin, Appl. Phys. Lett., 2008, 92(1): 012102

[105] C. Stampfer, E. Schurtenberger, F. Molitor, J. Güttinger, T. Ihn, and K. Ensslin, Nano Lett., 2008, 8(8): 2378

[106] C. Stampfer, E. Schurtenberger, F. Molitor, J. Güttinger, T. Ihn, and K. Ensslin, Int. J. Mod. Phys. B, 2009, 23(12–13): 2647

[107] T. Ihn, J. Güttinger, F. Molitor, S. Schnez, E. Schurtenberger, A. Jacobsen, S. Hellmüller, T. Frey, S. Dröscher, C. Stampfer, and K. Ensslin, Materials Today, 2010, 13(3): 44

[108] L. A. Ponomarenko, F. Schedin, M. I. Katsnelson, R. Yang, E. H. Hill, K. S. Novoselov, and A. K. Geim, Science, 2008, 320(5874): 356

[109] S. Schnez, F. Molitor, C. Stampfer, J. Güttinger, I. Shorubalko, T. Ihn, and K. Ensslin, Appl. Phys. Lett., 2009, 94(1): 012107

[110] J. Güttinger, C. Stampfer, F. Libisch, T. Frey, J. Burgdörfer, T. Ihn, and K. Ensslin, Phys. Rev. Lett., 2009, 103(4): 046810

[111] J. Güttinger, C. Stampfer, T. Frey, T. Ihn, and K. Ensslin, Physica Status Solidi B, 2009, 246(11–12): 2553

[112] J. Moser and A. Bachtold, Appl. Phys. Lett., 2010, 95(17): 173506

[113] J. Güttinger, T. Frey, C. Stampfer, T. Ihn, and K. Ensslin, Phys. Rev. Lett., 2010, 105(11): 116801

[114] F. Molitor, S. Dröscher, J. Güttinger, A. Jacobson, C. Stampfer, T. Ihn, and K. Ensslin, Appl. Phys. Lett., 2009, 94(22): 222107

[115] F. Molitor, H. Knowles, S. Dröscher, U. Gasser, T. Choi, P. Roulleau, J. Güttinger, A. Jacobson, C. Stampfer, K. Ensslin, and T. Ihn, Europhys. Lett., 2010, 89(6): 67005

[116] X. L. Liu, D. Hug, and L. Vandersypen, Nano Lett., 2010, 10(5): 1623

[117] L.-J. Wang, H.-O. Li, Z. Su, T. Tu, G. Cao, C. Zhou, X.-J. Hao, G.-C. Guo, and G.-P. Guo, arXiv:1011.5347v1, 2010

[118] L. Brey and H. A. Fertig, Phys. Rev. B, 2006, 73(23): 235411

[119] C. T. White, J. Li, D. Gunlycke, and J. W. Mintmire, Nano Lett., 2007, 7(3): 825

[120] K. Wakabayashi, Y. Takane, and M. Sigrist, Phys. Rev. Lett., 2007, 99(3): 036601

[121] K. Wakabayashi, Y. Takane, M. Yamamoto, and M. Sigrist, Carbon, 2009, 47(1): 124

[122] Z. Chen, Y.-M. Lin, M. Rooks, and P. Avouris, Physica E, 2007, 40(2): 228

[123] M. Y. Han, B. Özyilmaz, Y. Zhang, and P. Kim, Phys. Rev. Lett., 2007, 98: 206805

[124] F. Molitor, A. Jacobsen, C. Stampfer, J. Güttinger, T. Ihn, and K. Ensslin, Phys. Rev. B, 2009, 79(7): 075426

[125] C. Stampfer, J. Güttinger, S. Hellmüller, F. Molitor, K. Ensslin, and T. Ihn, Phys. Rev. Lett., 2009, 102(5): 056403

[126] K. Todd, H. T. Chou, S. Amasha, and D. Goldhaber-Gordon, Nano Lett., 2009, 9(1): 416

[127] X. L. Liu, J. Oostinga, A. Morpurgo, and L. Vandersypen, Phys. Rev. B, 2009, 80(12): 121407

[128] F. Molitor, C. Stampfer, J. Güttinger, A. Jacobsen, T. Ihn, and K. Ensslin, Semicond. Sci. Technol., 2010, 25(3): 034002

[129] P. Gallagher, K. Todd, and D. Goldhaber-Gordon, Phys. Rev. B, 2010, 81(11): 115409

[130] M. Y. Han, J. C. Brant, and P. Kim, Phys. Rev. Lett., 2010, 104(5): 056801

[131] B. Terr′es, J. Dauber, C. Volk, S. Trellenkamp, U. Wichmann, and C. Stampfer, Appl. Phys. Lett., 2011, 98(6): 032109

[132] T. Heinzel, Mesoscopic Electronics in Solid State Nanostructures, Weinheim: Wiley-VCH, 2003

[133] N. M. R. Peres, A. H. Casrtro-Neto, and F. Guinea, Phys. Rev. B, 2006, 73(19): 195411

[134] D. Dunlycke, D. A. Areshkin, and C. T. White, Appl. Phys. Lett., 2007, 90: 142104

[135] J. Fernandez-Rossier, J. J. Palacios, and L. Brey, Phys. Rev. B, 2007, 75(20): 205441

[136] L. Yang, C.-H. Park, Y.-W. Son, M. L. Cohen, and S. G. Louie, Phys. Rev. Lett., 2007, 99(18): 186801

[137] Y.-W. Son, M. L. Cohen, and S. G. Louie, Phys. Rev. Lett., 2007, 99: 186801

[138] E. R. Mucciolo, A. H. Castro Neto, and C. H. Lewenkopf, arXiv:0806.3777v1, 2008

[139] S. Adam, S. Cho, M. S. Fuhrer, and S. Das Sarma, Phys. Rev. Lett., 2008, 101(4): 046404

[140] F. Sols, F. Guinea, and A. H. Castro Neto, Phys. Rev. Lett., 2007, 99(16): 166803

[141] M. Evaldsson, I. V. Zozoulenko, H. Y. Xu, and T. Heinzel, Phys. Rev. B, 2008, 78: R161407

[142] C. W. J. Beenakker, Phys. Rev. B, 1991, 44(4): 1646

[143] J. Martin, N. Akerman, G. Ulbricht, T. Lohmann, J. H. Smet, K. von Klitzing, and A. Yacoby, Nat. Phys., 2008, 4(2): 144

[144] L. P. Kouwenhoven and C. M. Marcus, Phys. World, 1998, 11: 35

[145] L. P. Kouwenhoven, D. G. Austing, and S. Tarucha, Rep. Prog. Phys., 2001, 64(6): 701

[146] M. A. Kastner, Phys. Today, 1993, 46(1): 24

[147] D. Loss and D. P. DiVincenzo, Phys. Rev. A, 1998, 57(1): 120

[148] J. M. Elzerman, R. Hanson, L. H. Willems van Beveren, B. Witkamp, L. M. K. Vandersypen, and L. P. Kouwenhoven, Nature, 2004, 430(6998): 431

[149] F. H. L. Koppens, C. Buizert, K. J. Tielrooij, I. T. Vink, K. C. Nowack, T. Meunier, L. P. Kouwenhoven, and L. M. K. Vandersypen, Nature, 2006, 442(7104): 766

[150] S. J. Angus, A. J. Ferguson, A. S. Dzurak, and R. G. Clark, Nano Lett., 2007, 7(7): 2051

[151] N. Shaji, C. B. Simmons, M. Thalakulam, L. J. Klein, H. Qin, H. Luo, D. E. Savage, M. G. Lagally, A. J. Rimberg, R. Joynt, M. Friesen, R. H. Blick, S. N. Coppersmith, and M. A. Eriksson, Nat. Phys., 2008, 4: 540

[152] M. J. Biercuk, N. Mason, and C. M. Marcus, Nano Lett., 2004, 4(1): 1

[153] S. Sapmaz, C. Meyer, P. Beliczynski, P. Jarillo-Herrero, and L. P. Kouwenhoven, Nano Lett., 2006, 6(7): 1350

[154] C. Fasth, A. Fuhrer, M. T. Bjork, and L. Samuelson, Nano Lett., 2005, 5(7): 1487

[155] I. Shorubalko, A. Pfund, R. Leturcq, M. T. Borgström, F. Gramm, E. Müller, E. Gini, and K. Ensslin, Nanotechnology, 2006, 18(4): 044014

[156] M. V. Berry and R. J. Mondragon, Proc. R. Soc. Lond. A, 1987, 412: 53

[157] F. Libisch, C. Stampfer, and J. Burgdörfer, Phys. Rev. B, 2009, 79(11): 115423

[158] F. Libisch, S. Rotter, J. Gttinger, C. Stampfer, and J. Burgdrfer, Phys. Rev. B, 2010, 81(24): 245411

[159] Y. H. Chiu, Y. H. Lai, J. H. Ho, D. S. Chuu, and M. F. Lin, Phys. Rev. B, 2008, 77(4): 045407

[160] M. Fujita, K. Wakabayashi, K. Nakada, and K. Kusakabe, J. Phys. Soc. Jpn., 1996, 65(7): 1920

[161] S. Schnez, K. Ensslin, M. Sigrist, and T. Ihn, Phys. Rev. B, 2008, 78(19): 195427

[162] P. Recher, J. Nilsson, G. Burkard, and B. Trauzettel, Phys. Rev. B, 2009, 79(8): 085407

[163] M. Ciorga, A. S. Sachrajda, P. Hawrylak, C. Gould, P. Zawadzki, S. Jullian, Y. Feng, and Z. Wasilewski, Phys. Rev. B, 2000, 61(24): R16315

[164] M. A. Reed, J. N. Randall, R. J. Aggarwal, R. J. Matyi, T. M. Moore, and A. E. Wetsel, Phys. Rev. Lett., 1988, 60(6): 535

[165] S. Lüscher, A. Fuhrer, R. Held, T. Heinzel, K. Ensslin, and W. Wegscheider, Appl. Phys. Lett., 1999, 75(16): 2452

[166] L. P. Kouwenhoven, C. M. Markus, P. L. McEuen, S. Tarucha, R. M. Westervelt, and N. S. Wingreen, Electron Transport in Quantum Dots, NATO ASI Conference Proceedings, edited by L. L. Sohn, L. P. Kouwenhoven, and G. Schön, 1997

[167] T. Ihn, Springer Tracts in Modern Physics,2004, 192: 102

[168] M. Field, C. G. Smith, M. Pepper, D. A. Ritchie, J. E. F. Frost, G. A. C. Jones, and D. G. Hasko, Phys. Rev. Lett., 1993, 70(9): 1311

[169] L. DiCarlo, H. Lynch, A. Johnson, L. Childress, K. Crockett, C. Marcus, M. Hanson, and A. C. Gossard, Phys. Rev. Lett., 2004, 92(22): 226801

[170] S. Gustavsson, R. Leturcq, B. Simovic, R. Schleser, T. Ihn, P. Studerus, K. Ensslin, D. C. Driscoll, and A. C. Gossard, Phys. Rev. Lett., 2006, 96(7): 076605

[171] R. Schleser, T. Ihn, E. Ruh, K. Ensslin, M. Tews, D. Pfannkuche, D. C. Driscoll, and A. C. Gossard, Phys. Rev. Lett., 2005, 94(20): 206805

[172] W. G. van der Wiel, S. De Franceschi, J. Elzerman, T. Fujisawa, S. Tarucha, Rev. Mod. Phys., 2002, 75(1): 1

[173] J. Cao, Q. Wang, and H. Dai, Nat. Mater., 2005, 4(10): 745

[174] F. Kuemmeth, S. Ilani, D. Ralph, and P. McEuen, Nature, 2008, 452(7186): 448

[175] J. Cai, P. Rueux, R. Jaafar, M. Bieri, T. Braun, S. Blankenburg, M. Muoth, A. Seitsonen, M. Saleh, X. Feng, K. Müllen, and R. Fasel, Nature, 2010, 466(7305): 470

[176] L. Jiao, X. Wang, G. Diankov, H. Wang, and H. Dai, Nat. Nanotech., 2010, 5(5): 321

[177] L. C. Campos, V. R. Manfrinato, J. D. Sanchez-Yamagishi, J. Kong, and P. Jarillo-Herrero, Nano Lett., 2009, 9(7): 2600

[178] J. Oostinga, H. Heersche, X. Liu, A. Morpurgo, and L. Vandersypen, Nat. Mater., 2007, 7(2): 151

[179] Y. Zhang, T. Tang, C. Girit, Z. Hao, M. Martin, A. Zettl, M. Crommie, Y. Shen, and F. Wang, Nature, 2009, 459(7248): 820

[180] T. Echtermeyer, M. Lemme, M. Baus, B. Szafranek, A. Geim, and H. Kurz, Electron Device Letters IEEE, 2008, 29(8): 952

[181] R. Nair, W. Ren, R. Jalil, I. Riaz, V. Kravets, L. Britnell, P. Blake, F. Schedin, A. Mayorov, S. Yuan, M. I. Katsnelson, H. M. Cheng, W. Strupinski, L. G. Bulusheva, A. V. Okotrub, I. V. Grigorieva, A. N. Grigorenko, K. S. Novoselov, and A. K. Geim, Small, 2010, 6(24): 2773

RIGHTS & PERMISSIONS

2014 Higher Education Press and Springer-Verlag Berlin Heidelberg