Молекулярная электроника—это раздел электроники, решающий комплекс физических, химических, схемотехнических и технологических проблем с целью создания микроминиатюрной электронной аппаратуры при использовании различных эффектов и физических явлений в молекулах твердого тела.
При построении молекулярных функциональных устройств используют следующие явления и эффекты: формирование, накопление и перенос электрических зарядов (доменов), взаимодействие потока электронов с акустическими волнами (акустоэлектроника), фотоэлектрические, оптические, тепловые, термоэлектрические и др.
Примером функционального элемента является кварцевый резонатор, выполняющий функцию частотной селекции, в котором электрическая функция реализуется за счет прямого и обратного пьезоэлектрических эффектов. Эквивалентная электрическая схема кварцевого резонатора характеризуется индуктивностью, емкостью и сопротивлением.
При создании электронных схем особые требования предъявляют к чистоте материала и внутреннему строению его кристаллической решетки, так как малейшие примеси и изменения в ее строении оказывают значительное влияние на физико-электрические параметры материала.
Электрические схемы получают подобно ИМС, создавая внутри кристалла локальные неоднородности, позволяющие осуществлять необходимое управление потоком объемных зарядов с помощью электрических или магнитных полей. Технология изготовлёния молекулярных функциональных устройств имеет много общего с технологией полупроводниковых ИМС. В основе их создания лежат те же физические явления, что и в основе создания ИМС, однако функции первых многообразнее. Отличие состоит в том, что в молекулярных устройствах нельзя отождествлять отдельные структурные области с элементами радиосхемы; эти устройства можно оценивать только по выполняемым ими функциям.
Приборы с зарядовой связью (ПЗС) являются новым направлением в развитии микроэлектронных устройств на МОП-структурах.
Принцип действия ПЗС основан на хранении заряда неосновных носителей в потенциальных ямах, образующихся у поверхности полупроводника под действием внешнего электрического поля, и на перемещении этого заряда вдоль поверхности при сдвиге потенциальных ям. Для ПЗС характерны два режима работы — хранение и передача информационного заряда. На основе ПЗС создаются логические приборы для ЭВМ, линии задержки, полупроводниковые передающие телевизионные трубки и др.