信息技术的成功发展离不开电子学器件的小型化。对器件小型化的追求促使了人们对单分子器件的研究和理解，以求最终实现以单分子为基本单元构筑电路。单分子器件已经成了在纳米尺度研究各种有趣物理现象和机制的平台。在原子尺度上对单个原子/分子的量子态实现精确操纵以及对其物性实现可控调制一直是凝聚态物理及其应用领域中最重要的前沿研究之一，相关研究具有极强的挑战性。
过去十多年的时间里，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心高鸿钧院士领导的研究团队在单分子尺度量子态的调制方面开展了系统的研究和探索，取得了一系列重要的研究成果并一直居国际前沿地位。他们用扫描隧道显微镜（STM）成功地实现了单个原子的操纵与纳米结构的组装，在国际上首次证实在单分子极限尺度下的电导转变，在单个Rotaxane类分子水平上实现了稳定的超高密度信息存储。
2015年，他们在酞氰锰分子上通过STM进行原子“手术”，国际上首次实现了朗德g因子原子尺度的空间分辨。此外，他们以大面积、高质量的石墨烯为基底，首次在实验上探测到了不同锰原子团簇内部的原子间自旋交换作用并实现了可控调制。
在这一系列单分子/单原子尺度自旋特性研究的基础之上，近期，高鸿钧研究组的杨锴博士和陈辉博士等人在基于酞菁铁的单分子器件中利用磁场实现了电子输运通道的选择，并成功实现了单分子尺度巨磁阻效应的调控。实验中测量的单分子器件由三部分构成：金单晶，STM金属针尖，以及金表面吸附的磁性分子酞菁铁分子。
实验上在0.4 K下得到了金表面单个酞菁铁分子中心的扫描隧道谱（STS），在费米能级处出现Kondo共振信号（线型为谷，Kondo dip），外加磁场（2 T - 11 T）下的扫描隧道谱发现，Kondo共振信号的线型随着磁场增加发生了由谷到峰的变化。
最终，他们利用磁场控制的单分子磁性取向的变化，实现了酞菁铁单分子巨磁阻效应的调控，并获得了高达93%的分子电导的变化，从而为未来单分子自旋电子器件在量子信息存储与计算领域的应用开辟了新的途径。该项目得到了国家自然科学基金，科技部和中国科学院的支持。相关结果发表在8月9号出版的《自然-通讯》上。