Ukierunkowanie

A zatem do ukierunkowania (tunelowania) elektronów potrzebna jest cząsteczka mająca jeden nieobsadzony orbital o niskiej energii, rozproszony od jej jednego końca do drugiego. Typowy pusty orbital o niskiej energii zwany jest p orbitalem. A konfiguracja, w której elektronowe „chmury” jednego regionu nakładają się częściowo na te z drugiego, nazywa się sprzężoną. Stąd omawiany molekularny drut jest znany jako system sprzężony.Jednakże element aktywny, taki jak tranzystor, musi nie tylko przepuszczać elektrony, ale i kontrolować ich przepływ. Zadanie inżyniera elektroniki molekularnej polega więc na wykorzystaniu kwantowych dyskretnych poziomów energetycznych i zaprojektowaniu cząsteczek z orbitalami, których położenie można zmieniać. Na przykład kiedy orbitale nakładają się na siebie prawidłowo, prąd elektryczny płynie. Ale kiedy zostanie to zakłócone poprzez skręcenie cząsteczki lub zmianę jej geometrii w inny sposób, przepływ elektronów będzie zablokowany. Innymi słowy, sposobem kontroli ilości elektronów przepuszczanych na poziomie p jest zakłócanie nakładania się orbitali wzdłuż całej cząsteczki. Standardowe metody syntezy chemicznej pozwalają już projektować i syntezować cząsteczki z określonymi atomami, geometrią i układem orbitali. Co więcej, w tym samym procesie powstaje bardzo duża ilość identycznych i działających prawidłowo cząsteczek.