分子电子学的目标是使有源电子器件小型化，并最终利用具有各种功能的不同结构的分子构建单分子纳米电路，这是一项极具挑战性的任务。有鉴于此，北京大学的郭雪峰和刘志荣、加拿大麦吉尔大学的Hong Guo、法国雷恩大学的Stéphane Rigaut、上海师范大学的肖胜雄等研究人员，开发了稳定光开关单分子结中可调谐对称性破缺诱导双功能的策略。

本文要点

1）研究人员在一个初始对称的单分子光开关中同时实现了门控整流功能（开/关比达到～60）和高性能场效应（最大开/关比>100），该光开关包含一个夹在石墨烯电极之间的共价双核钌二芳基乙烯（Ru DAE）复合物。

2）实验和理论结果一致表明，在开环Ru-DAE分子中，位于每个Ru碎片上的初始退化前沿分子轨道可以分别调谐，并在栅极电场下不对称移动。

3）该对称轨道移动（AOS）提高了简并度并破坏了分子的对称性，不仅实现具有可调整流比和受控极性的类二极管行为的必要条件，而且还增强了整流方向的场效应开/关比。

4）此外，该门控对称性破缺效应可以通过在光刺激下使DAE单元在其开环和闭环形式之间异构化来打开/关闭。

本文研究的新方案为构建高性能多功能分子纳米电路提供了一种通用而有效的策略。

参考文献：

Na Xin, et al. Tunable Symmetry-Breaking-Induced Dual Functions in Stable and Photoswitched Single-Molecule Junctions. JACS, 2021.

DOI：10.1021/jacs.1c08997

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c08997