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Transport in graphene nanostructures

Frontiers of physics 2011年第3期6卷 271-293页

作者： christoph stampfer Stefan Fringes Johannes Gfittinger Francoise Molitor Christian Yolk Bernat Terrds Jan Dauber Stephan Engels Stefan Schnez Arnhild Jacobsen Susanne Droscher Thomas Ihn Klaus Ensslin JARA-FIT and II. Institute of Physics B RWTH Aachen University 52074 Aachen and Peter Griinberg Institute （PCI-9） Forschungszentrum Jiilich 52425 Jiilich Germany Solid State Physics Laboratory ETH Zurich 8093 Zurich Switzerland

Graphene nanostructures are promising candidates for future nanoelectronics and solid-state quan- tum 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 dou- ble 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, wo 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 hyperflne interaction in graphene.

关键词： graphene nanostructures electron transport quantum dots

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