分子电子学的最终目标之一是在单分子尺度上创造功能性电子器件。不同于宏观电子器件，单分子电子器件是通过单个分子与电极间形成的分子结来实现电子元件功能。这使得单分子结能通过机械调谐实现对几何构型的原位调控进而改变电输运性质。然而，由于单分子结的电导主要取决于分子骨架结构，这导致基于机械调谐的电导变化通常不超过两个数量级。进一步增大电导的可调谐范围仍然是单分子机电器件研究的重要挑战。

量子干涉（quantum interference，QI）现象广泛存在于分子电子器件中，对单分子结电输运具有重要影响。电子隧穿经过离散的分子轨道时可能会产生量子干涉效应。当波函数相位相同时，会产生相增量子干涉（ constructive quantum interference，CQI），电导增加；而相位相反时则会产生相消量子干涉（destructive quantum interference，DQI），电导降低。

近日，厦门大学的洪文晶教授和中国科学院海西研究院厦门稀土材料研究中心的高鹏教授合作，通过分子设计和合成得到具有多锚定位点的吲哚二噻吩衍生物分子IDT-T，基于机械调谐实现了对具有不同量子干涉性质电导通路的切换。

作者发现IDT-T分子的电导直方图中除了主峰外还存在一个较小的肩峰，肩峰的产生是由于电导平台（middle-G）产生了一个向更高电导“跳跃”的现象（middle-G→high-G→middle-G），更有意思的是，还有相当部分电导平台具有向更低电导“跳跃”的特征（middle-G→low-G→middle-G）。

为了进一步分析产生“跳跃”的原因，作者借助于研究团队基于原子力显微镜改造发展的原子力显微镜裂结（atomic force microscope break junction，AFM-BJ）仪器对分子结的断裂点和“跳跃”点分别进行电导和力学信号的同步测试，分析结果表明断裂点和“跳跃”点都具有较明显的断裂力，这说明“跳跃”现象可能来源于锚定位点的切换。作者进一步接着通过机械调谐，实现了分子结由高导（high-G）到低导（low-G）的切换，实现了超过四个数量级的电导变化。

透射谱计算证明了分子结的middle-G来源于两端硫羰基锚定的构型；high-G来源于一端硫羰基，另一端噻吩锚定；low-G来源于一端硫羰基，另一端杂环上的N原子锚定，这种锚定方式导致局域化分子轨道和离域化分子轨道之间的干涉产生的Fano共振，这导致了DQI的产生。

该工作通过机械调谐实现了在单分子水平上对CQI和DQI电导通路的精确控制，并实现了目前为止调控效率最高的单分子机械开关，为分子机电器件的设计提供了新的思路。