研究人员宣布，他们已经用分子和纳米级导线构建了一个存储电路，其密度与制造商预计在2020年制造的电路密度相当。该电路通过在两种状态之间切换分子簇来存储0和1，包含16万比特，密度高达每平方厘米1011比特。传统微芯片的密度至少要低10倍。
该原型尚未像商用计算机内存那样稳定或可靠，而且制造它将要求制造商学习利用硅以外的材料，而硅是计算技术的主力。但该设备的规模超过了以前使用纳米技术构建的任何电子电路。
“我们很高兴这东西能工作，”加州理工学院的化学家詹姆斯·希思说，他的团队构建了这个设备。“我们的主要目标从来不仅仅是制造一个存储电路，”他说。“而是开发一种可以在分子尺寸上工作的制造技术。”
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哈佛大学的纳米研究人员查尔斯·利伯说，该设备是“一项真正的杰作”，他没有参与这项研究。“他[希思]远远超越了分子电子学领域以前实现的集成密度和比特数的极限。”
研究人员正在探索纳米尺寸的电子系统，因为硅电路无法以越来越高的密度堆积导线——从而产生更高编号的奔腾处理器——永远持续下去。最终，电子将开始在导线之间渗漏，并且用于冲压硅电路的光刻技术可能会达到其物理极限。
加州理工学院的团队结合了两种方法：分子电子学（由分子制成的晶体管）和纳米线交叉阵列，后者是超薄导线的垂直连接点。为了制造他们的设备，该团队铺设了一系列紧密排列的400根平行硅导线（间距仅为33纳米），并在其上涂覆了一层哑铃状的[2]轮烷分子。他们通过在分子层上覆盖另外400根铂金导线，创建了一个导线网格，从而形成了分子组，分子组夹在交叉导线形成的每个节点之间。
为了在0和1之间切换，研究人员在节点处对一组分子施加电压，这会在两种状态之间切换分子。[2]轮烷分子各自包含一个围绕哑铃“手柄”的环。施加在分子上的电压导致环上下滑动，从而改变分子的导电性。
导线非常密集，以至于该团队无法构建能够一次只为两根导线（定义一个节点的导线）通电的传统电极；相反，他们以九个一组的方式开关连接点。
希思实验室的物理和化学博士候选人、于1月24日在《自然》杂志在线发表的报告的第一作者乔纳森·格林说，一个表明还需要做更多工作的迹象是，连接点在被切换大约10次以上后通常会损坏。他补充说，分子在大约一个小时后会自发地翻转回之前的状态，这对存储设备来说是另一个限制。他说，商用闪存的稳定性可达数年。
分子在状态之间切换的速度也很慢。格林说，虽然这个时间可能会得到改善，但这种存储电路的速度不会来自于一次切换一个连接点。相反，它将来自于一次切换多个连接点。“主要的批评，”他说，“是这是一个很好的实验室演示，但这将如何适应现实世界。”他的回应是：“你必须先投入科学研究，然后才能获得技术。”