Être capable de régler efficacement les propriétés de transport d'électrons d'une molécule unique est un problème de longue date pour la cristallisation de l'électronique moléculaire, où les molécules individuelles imitent le comportement des composants électroniques communs comme une véritable alternative aux dispositifs conventionnels en silicium. Pour fonctionnaliser les propriétés de transport d'électrons, chaque molécule individuelle doit être précisément alignée en place avec une précision inférieure au nanomètre. Dans ce sens, des empilements de composants aromatiques auto-assemblés dans lesquels des empilements liés de manière non covalente agissent comme des composants modulaires remplaçables sont des blocs de construction prometteurs.

Nous décrivons ici les propriétés de transport d'électrons d'empilements aromatiques alignés dans une cage auto-assemblée, en utilisant une méthode de rupture de jonction basée sur un microscope à effet tunnel (STM). Des paires aromatiques modulaires identiques et différentes sont liées de manière non covalente et empilées dans l'échafaudage moléculaire, ce qui conduit à une variété de fonctions électroniques fascinantes. La cage vide présente une faible conductance électronique (10 ^–5 g 0 ) caractéristique des résistances (figure a) tandis que l'insertion de paires moléculaires identiques entraîne une augmentation marquée de la conductance (10 ^–3 -dix ^–2 g 0 , g 0 =2e ² /h) mimant le comportement des fils électroniques (Figure b). Au contraire, lorsque différentes paires moléculaires sont insérées dans l'échafaudage, redressement électronique (taux de redressement 2 ^-dix ) caractéristique d'une diode peut être observée (figure c).

Les calculs théoriques démontrent que ce comportement de rectification provient de l'ordre différent d'empilement des composants aromatiques internes par rapport à la direction du transport des électrons, et les canaux de conduction orbitale moléculaire inoccupés les plus bas correspondants localisés d'un côté des jonctions moléculaires.

Cette étude ouvre la voie au développement de dispositifs électroniques moléculaires dotés de fonctions électroniques accordables.