We report on the fabrication and characterization of etched graphene quantum dots (QDs) on hexagonal boron nitride (hBN) and SiO2 with different island diameters. We perform a statistical analysis of Coulomb peak spacings over a wide energy range. For graphene QDs on hBN, the standard deviation of the normalized peak spacing distribution decreases with increasing QD diameter, whereas for QDs on SiO2 no diameter dependency is observed. In addition, QDs on hBN are more stable under the influence of perpendicular magnetic fields up to 9 T. Both results indicate a substantially reduced substrate induced disorder potential in graphene QDs on hBN.
REFERENCES
1.
D.
Huertas-Hernando
, F.
Guinea
, and A.
Brataas
, Phys. Rev. B
74
, 155426
(2006
).2.
H.
Min
, E. J.
Hill
, N. A.
Sinitsyn
, B. R.
Sahu
, L.
Kleinman
, and A. H.
MacDonald
, Phys. Rev.
74
, 165310
(2006
).3.
B.
Trauzettel
, D. V.
Bulaev
, D.
Loss
, and G.
Burkard
, Nat. Phys.
3
, 192
(2007
).4.
M. Y.
Han
, B.
Özyilmaz
, Y.
Zhang
, and P.
Kim
, Phys. Rev. Lett.
98
, 206805
(2007
).5.
K.
Todd
, H.-T.
Chou
, S.
Amasha
, and D.
Goldhaber-Gordon
, Nano Lett.
9
, 416
(2009
).6.
C.
Stampfer
, J.
Güttinger
, S.
Hellmller
, F.
Molitor
, K.
Ensslin
, and T.
Ihn
, Phys. Rev. Lett.
102
, 056403
(2009
).7.
F.
Molitor
, A.
Jacobsen
, C.
Stampfer
, J.
Güttinger
, T.
Ihn
, and K.
Ensslin
, Phys. Rev. B
79
, 075426
(2009
).8.
X. L.
Liu
, J.
Oostinga
, A.
Morpurgo
, and L.
Vandersypen
, Phys. Rev. B
80
, 121407
(2009
).9.
C.
Stampfer
, E.
Schurtenberger
, F.
Molitor
, J.
Güttinger
, T.
Ihn
, and K.
Ensslin
, Nano Lett.
8
, 2378
(2008
).10.
L. A.
Ponomarenko
, F.
Schedin
, M. I.
Katsnelson
, R.
Yang
, E. H.
Hill
, K. S.
Novoselov
, and A. K.
Geim
, Science
320
, 356
(2008
).11.
S.
Schnez
, F.
Molitor
, C.
Stampfer
, J.
Güttinger
, I.
Shorubalko
, T.
Ihn
, and K.
Ensslin
, Appl. Phys. Lett.
94
, 012107
(2009
).12.
S.
Moriyama
, D.
Tsuya
, E.
Watanabe
, S.
Uji
, M.
Shimizu
, T.
Mori
, T.
Yamaguchi
, and K.
Ishibashi
, Nano Lett.
9
, 2891
(2009
).13.
X. L.
Liu
, D.
Hug
, and L.
Vandersypen
, Nano Lett.
10
, 1623
(2010
).14.
J.
Cai
, P.
Ruffieux
, R.
Jaafar
, M.
Bieri
, T.
Braun
, S.
Blankenburg
, M.
Muoth
, A. P.
Seitsonen
, M.
Saleh
, X.
Feng
, K.
Müllen
, and R.
Fasel
, Nature
466
, 470
(2010
).15.
E. V.
Castro
, K. S.
Novoselov
, S. V.
Morozov
, N. M. R.
Peres
, J. M. B. L.
dos Santos
, J.
Nilsson
, F.
Guinea
, A. K.
Geim
, and A. H. C.
Neto
, Phys. Rev. Lett.
99
, 216802
(2007
).16.
J. B.
Oostinga
, H. B.
Heersche
, X.
Liu
, A. F.
Morpurgo
, and L. M. K.
Vandersypen
, Nature Mater.
7
, 151
(2007
).17.
T.
Taychatanapat
and P.
Jarillo-Herrero
Phys. Rev. Lett.
105
, 166601
(2010
).18.
J. M.
Pereira
, P.
Vasilopoulos
, and F. M.
Peeters
, Nano Lett.
7
, 946
(2007
).19.
M. T.
Allen
, J.
Martin
, and A.
Yacoby
, Nat. Commun.
3
, 934
(2012
).20.
A. M.
Goossens
, S. C. M.
Driessen
, T. A.
Baart
, K.
Watanabe
, T.
Taniguchi
, and L. M. K.
Vandersypen
, Nano Lett.
12
, 4656
(2012
).21.
J.
Güttinger
, C.
Stampfer
, F.
Libisch
, T.
Frey
, J.
Burgdörfer
, T.
Ihn
, and K.
Ensslin
, Phys. Rev. Lett.
103
, 046810
(2009
).22.
J.
Güttinger
, T.
Frey
, C.
Stampfer
, T.
Ihn
, and K.
Ensslin
, Phys. Rev. Lett.
105
, 116801
(2010
).23.
C.
Volk
, C.
Neumann
, S.
Kazarski
, S.
Fringes
, S.
Engels
, F.
Haupt
, A.
Müller
, and C.
Stampfer
, Nat. Commun.
4
, 1753
(2013
).24.
C. R.
Dean
, A. F.
Young
, I.
Meric
, C.
Lee
, L.
Wang
, S.
Sorgenfrei
, K.
Watanabe
, T.
Taniguchi
, P.
Kim
, K. L.
Shep-ard
, and J.
Hone
, Nat. Nanotechnol.
5
, 722
(2010
).25.
J.
Xue
, J.
Sanchez-Yamagishi
, D.
Bulmash
, P.
Jacquod
, A.
Deshpande
, K.
Watanabe
, T.
Taniguchi
, P.
Jarillo-Herrero
, and B. J.
LeRoy
, Nature Mater.
10
, 282
(2011
).26.
J.
Martin
, N.
Akerman
, G.
Ulbricht
, T.
Lohmann
, J. H.
Smet
, K.
von Klitzing
, and A.
Yacoby
, Nat. Phys.
4
, 144
(2008
).27.
F.
Forster
, A.
Molina-Sanchez
, S.
Engels
, A.
Epping
, K.
Watanabe
, T.
Taniguchi
, L.
Wirtz
, and C.
Stampfer
, e-print arXiv:1212.3993 (2012
).28.
M.
Yankowitz
, J.
Xue
, D.
Cormode
, J. D.
Sanchez-Yamagishi
, K.
Watanabe
, T.
Taniguchi
, P.
Jarillo-Herrero
, P.
Jacquod
, and B. J.
LeRoy
, Nat. Phys.
8
, 382
(2012
).29.
D.
Bischoff
, T.
Krähenmann
, S.
Dröscher
, M. A.
Gruner
, C.
Barraud
, T.
Ihn
, and K.
Ensslin
, Appl. Phys. Lett.
101
, 203103
(2012
).30.
J.
Güttinger
, C.
Stampfer
, T.
Frey
, T.
Ihn
, and K.
Ensslin
, Nanoscale Res. Lett.
6
, 253
(2011
).31.
The exact numbers of Coulomb-peak spacings analyzed for QDs on hBN are 516 for d = 110 nm; 658 for d = 180 nm; 679, 419, and 779 for d = 300 nm. For QDs on SiO2: 656 for d = 110 nm; 592 for d = 180 nm; 605, 1003, and 494 for d = 300 nm.
32.
L. P.
Kouwenhoven
, D. G.
Austing
, and S.
Tarucha
, Rep. Prog. Phys.
64
, 701
(2001
).33.
F.
Libisch
, C.
Stampfer
, and J.
Burgdörfer
, Phys. Rev. B
79
, 115423
(2009
).34.
© 2013 AIP Publishing LLC.
2013
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
