낮은 순방향 전압 정류 특성을 갖는 단일 분자종이 제공된다. 분자종은 공식(a)에 의해 표현되며, A는 "전도성" 부분(상대적으로 좁은 HOMO-LUMO 갭을 가짐)이고, IL 및 IR은 각각 "절연성" 부분(상대적으로 넓은 HOMO-LUMO 갭을 가짐)이고, CL은 제 1 전극과의 접착을 위한 접속 그룹이며, CR은 제 2 전극과의 접착을 위한 접속그룹이다. 또한, 낮은 순방향 전압 정류 분자 정류기가 제공되며, 이 정류기는 2개의 전극 사이에 접착되는 분자종을 포함한다. 본 발명 내용은 설계 규칙 세트를 제공하여, 낮은 순방향 및 큰 역방향 전압에서 작동하는 단일 분자 정류용 다이오드를 형성한다. 이러한 단일 분자 정류용 다이오드는 다양한 나노스케일 애플리케이션에 유용하다. 
A single molecular species having a low-forward-voltage rectifying property is provided. The molecular species is represented by the formula (a), where A is a "conducting" moiety (with a relatively narrow HOMO-LUMO gap), IL and IR are each an "insulating" moiety (with a relatively wide HOMO-LUMO gap), CL is a connecting group for an attachment to a first electrode, and CR is a connecting group for attachment to a second electrode. Also, a low-forward-voltage rectifying molecular rectifier is provided, comprising the molecular species attached between the two electrodes. The present teachings provide a set of design rues to build single-molecule rectifying diodes that opearte at low forward and large revers voltages. Such single-molecule rectifying diodes are useful in a variety of nano-scale applications.