Unraveling quantum hall breakdown in bilayer graphene with scanning gate microscopy

Nano Letters

Volumn 12, Issue 11, 2012, Pages 5448-5454

  Connolly, M R ^a,b   Puddy, R K ^a   Logoteta, D ^c   Marconcini, P ^c   Roy, M ^d   Griffiths, J P ^a   Jones, G A C ^a   Maksym, P A ^d   MacUcci, M ^c   Smith, C G ^a  

^a UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

^b NATIONAL PHYSICAL LABORATORY   (United Kingdom)

^c UNIVERSITY OF PISA   (Italy)

^d UNIVERSITY OF LEICESTER   (United Kingdom)

Author keywords

Graphene; quantum Hall effect; quantum percolation; resistance metrology; scanning gate microscopy

Indexed keywords

BI-LAYER; FILLING FACTOR; HALL CONDUCTANCE; LOCALIZED STATE; LOW TEMPERATURES; MAXIMUM DENSITY; MODEL-BASED OPC; QUANTUM HALL; QUANTUM METROLOGY; QUANTUM PERCOLATION; RESPONSIVITY; SADDLE POINT; SCANNING GATE MICROSCOPY; SCANNING PROBES; TIP-INDUCED;

ELECTRONIC STRUCTURE; GRAPHENE; HALL EFFECT DEVICES; QUANTUM HALL EFFECT; SCANNING; SOLVENTS; UNITS OF MEASUREMENT;

QUANTUM THEORY;

EID: 84869193529     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl3015395     Document Type: Article

References (57)

1. Anderson, P. W. Phys. Rev. 1958, 109, 1492.
2. Moshnyaga, V.; Gehrke, K.; Lebedev, O.; Sudheendra, L.; Belenchuk, A.; Raabe, S.; Shapoval, O.; Verbeeck, J.; Van Tendeloo, G.; Samwer, K. Phys. Rev. B 2009, 79, 134431
3. He, S.; Xie, X. C. Phys. Rev. Lett. 1998, 80, 3324
4. Elias, D. C.; Nair, R. R.; Mohiuddin, T. M. G.; Morozov, S. V.; Blake, P.; Halsall, M. P.; Ferrari, A. C.; Boukhvalov, D. W.; Katsnelson, M. I.; Geim, A. K.; Novoselov, K. S. Science 2009, 323, 610-613
5. Chalker, J. T.; Coddington, P. D. J. Phys. C: Solid State Phys. 1988, 21, 2665
6. Cobden, D. H.; Barnes, C. H. W.; Ford, C. J. B. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 4695-4698
7. Ilani, S.; Martin, J.; Teitelbaum, E.; Smet, J. H.; Mahalu, D.; Umansky, V.; Yacoby, A. Nature 2004, 427, 328
8. Martin, J.; Akerman, N.; Ulbricht, G.; Lohmann, T.; Klitzing, K. V.; Smet, J. H.; Yacoby, A. Nat. Phys. 2009, 5, 669
9. Abanin, D. A.; Lee, P. A.; Levitov, L. S. Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 156801
10. Zhang, Y.; Jiang, Z.; Small, J. P.; Purewal, M. S.; Tan, Y.-W.; Fazlollahi, M.; Chudow, J. D.; Jaszczak, J. A.; Stormer, H. L.; Kim, P. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 136806
11. Novoselov, K. S.; McCann, E.; Morozov, S. V.; Fal'ko, V. I.; Katsnelson, M.; Zeitler, U.; Jiang, D.; Schedin, F.; Geim, A. K. Nat. Phys. 2006, 2, 177
12. Zhao, Y.; Cadden-Zimansky, P.; Jiang, Z.; Kim, P. Phys. Rev. Lett. 2010, 104, 066801
13. Taychatanapat, T.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Jarillo-Herrero, P. Nat. Phys. 2011, 7, 621
14. Tzalenchuk, A.; Lara-Avila, S.; Kalaboukhov, A.; Paolillo, S.; Syväjärvi, M.; Yakimova, R. A.; Kazakova, O.; Janssen, T. J. B. M.; Fal'ko, V.; Kubatkin, S. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 186
15. Gava, P.; Lazzeri, M.; Saitta, A. M.; Mauri, F. Phys. Rev. B 2009, 79, 165431
16. Giesbers, A. J. M.; Rietveld, G.; Houtzager, E.; Zeitler, U.; Yang, R.; Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Maan, J. C. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 222109
17. Woszczyna, M.; Friedemann, M.; Götz, M.; Pesel, E.; Pierz, K.; Weimann, T.; Ahlers, F. J. arXiv:1203.1798v1.
18. Miller, D. L.; Kubista, K. D.; Rutter, G. M.; Ruan, M.; de Heer, W. A.; Kindermann, M.; First, P. N.; Stroscio, J. A. Nat. Phys. 2010, 6, 811
19. Jung, S.; Rutter, G. M.; Klimov, N. N.; Newell, D. B.; Calizo, I.; Hight-Walker, A. R.; Zhitenev, N. B.; Stroscio, J. A. Nat. Phys. 2011, 7, 245
20. Luican, A.; Li, G.; Andrei, E. Y. Phys. Rev. B 2011, 83, 041405(R)
21. Rutter, G. M.; Jung, S.; Klimov, N. N.; Newell, D. B.; Zhitenev, N. B.; Stroscio, J. A. Nat. Phys. 2011, 7, 649
22. Woodside, M. T.; Vale, C.; McEuen, P. L.; Kadow, C.; Maranowski, K. D.; Gossard, A. C. Phys. Rev. B 2001, 64, 041310
23. Aoki, N.; da Cunha, C. R.; Akis, R.; Ferry, D. K.; Ochiai, Y. Phys. Rev. B 2005, 72, 155327
24. Kiçin, S.; Pioda, A.; Ihn, T.; Ensslin, K.; Driscoll, D. C.; Gossard, A. C. Phys. Rev. B 2004, 70, 205302
25. Baumgartner, A.; Ihn, T.; Ensslin, K. Phys. Rev. B 2007, 76, 085316
26. Paradiso, N.; Heun, S.; Roddaro, S.; Venturelli, D.; Taddei, F.; Giovannetti, V.; Fazio, R.; Biasiol, G.; Sorba, L.; Beltram, F. Phys. Rev. B 2011, 83, 155305
27. Hackens, B.; Martins, F.; Faniel, S.; Dutu, C.; Sellier, H.; Huant, S.; Pala, M.; Desplanque, L.; Wallart, X.; Bayot, V. Nat. Commun. 2010, 1, 39
28. Ahlswede, E.; Weitz, P.; Weis, J.; von Klitzing, K.; Eberl, K. Physica B 2001, 298, 562
29. Hashimoto, K.; Sohrmann, C.; Wiebe, J.; Inaoka, T.; Meier, F.; Hirayama, Y.; Römer, R. A.; Wiesendanger, R.; Morgenstern, M. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 256802
30. Dubi, Y.; Meir, Y.; Avishai, Y. Phys. Rev. B 2006, 74, 205314
31. Blake, P.; Hill, E. W.; Castro Neto, A. H.; Novoselov, K. S.; Jiang, D.; Yang, R.; Booth, T. J.; Geim, A. K. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 063124
32. Fal'ko, V. I. Phil. Trans. R. Soc. A 2008, 366, 205
33. Williams, J. R.; Abanin, D. A.; DiCarlo, L.; Levitov, L. S.; Marcus, C. M. Phys. Rev. B 2009, 80, 045408
34. Crook, R.; Smith, C. G.; Simmons, M. Y.; Ritchie, D. A. J. Phys.: Condens. Matt. 2000, 12, L735-L740
35. Topinka, M. A.; LeRoy, B. J.; Shaw, S. E. J.; Heller, E. J.; Westervelt, R. M.; Maranowski, K. D.; Gossard, A. C. Science 2000, 289, 2323
36. Connolly, M. R.; Chiou, K. L.; Smith, C. G.; Anderson, D.; Jones, G. A. C.; Lombardo, A.; Fasoli, A.; Ferrari, A. C. Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 113501
37. Berezovsky, J.; Borunda, M. F.; Heller, E. J.; Westervelt, R. M. Nanotechnology 2010, 21, 274013
38. Berezovsky, J.; Westervelt, R. M. Nanotechnology 2010, 21, 274014
39. Jalilian, R.; Jauregui, L. A.; Lopez, G.; Tian, J.; Roecker, C.; Yazdanpanah, M. M.; Cohn, R. W.; Jovanovic, I.; Chen, Y. P. Nanotechnology 2011, 22, 295705
40. Sellier, H.; Hackens, B.; Pala, M. G.; Martins, F.; Baltazar, S.; Wallart, X.; Desplanque, L.; Bayot, V.; Huant, S. Semicond. Sci. Technol. 2011, 26, 064008
41. Pala, M. G.; Hackens, B.; Martins, F.; Sellier, H.; Bayot, V.; Huant, S.; Ouisse, T. Phys. Rev. B 2008, 77, 125310
42. Horcas, I.; Fernández, R.; Gómez-Rodríguez, J. M.; Colchero, J.; Gómez-Herrero, J.; Baro, A. M. Rev. Sci. Instrum. 2007, 78, 013705
43. Heilbronner, R. P. Tectonophysics 1992, 212, 351
44. Kramer, B.; Ohtsuki, T.; Kettemann, S. Phys. Rep. 2005, 417, 211
45. Yang, S.-R. E.; MacDonald, A. H.; Huckestein, B. Phys. Rev. Lett. 1995, 74, 3229-3232
46. Struck, A.; Kramer, B. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 106801
47. Römer, R. A.; Sohrmann, C. Phys. Status Solidi B 2008, 245, 336-343
48. Sohrmann, C.; Oswald, J.; Römer, R. A. Quantum Percolation in the Quantum Hall Regime; Lecture Notes in Physics; Springer: Berlin Heidelberg, 2009; Vol. 762.
49. Ho, C.-M.; Chalker, J. T. Phys. Rev. B 1996, 54, 8708
50. Snyman, I.; Tworzydao, J.; Beenakker, C. W. J. Phys. Rev. B 2008, 78, 045118
51. Marconcini, P.; Macucci, M. Riv. Nuovo Cimento 2011, 34, 489
52. Connolly, M. R.; Herbschleb, E. D.; Puddy, R. K.; Roy, M.; Anderson, D.; Jones, G. A.; Maksym, P.; Smith, C. G. Appl. Phys. Lett. 2012, 101, 023505
53. Deshpande, A.; Bao, W.; Zhao, Z.; Lau, C. N.; LeRoy, B. J. Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 243502
54. Connolly, M. R.; Chiu, K. L.; Lombardo, A.; Fasoli, A.; Ferrari, A. C.; Anderson, D.; Jones, G. A. C.; Smith, C. G. Phys. Rev. B 2011, 83, 115441
55. Steele, G. A.; Ashoori, R. C.; Pfeiffer, L. N.; West, K. Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 136804
56. Lee, D.; Skakalova, V.; Weitz, R. T.; von Klitzing, K.; Smet, J. H. arXiv:1204.4177, 2012.
57. Ho, C.-M. Phys. Rev. B 1999, 60, 8839