في جزيء مشابه بنيويًا للكلوروفيل ومبني من الكربون، تعمل الذرّة المعدنية المركزية كمفتاح. تحريك هذه الذرّة أجزاءً من النانومتر يسمح بتشغيل أو إخماد أو تضخيم توهّج الجزيء مئات المرات بشكل عكوس. اكتُشف هذا الأسلوب بتقنية تجمع بين التحليل الطيفي والفوتومتري بدقّة ذرّية — وهي في جوهرها مجهر ضوئي قادر على تصوير الذرّات المفردة وتسجيل أطياف إشعاعها في الوقت نفسه.

عند وضع جزيئين من هذا القبيل متجاورين، يحصل الفيزيائيون على مفتاح ثلاثي المواضع: كلاهما مطفأ، أو أحدهما مضيء، أو يعملان معًا بشكل متزامن، مع تضخيم متبادل متعدّد بفضل تأثير قريب من نقل الطاقة بالرنين. علاوة على ذلك، يمكن تفعيل نقل طاقة موجّه بين جزيئات مختلفة بمجرد تغيير موضع الذرّة-المفتاح — فالذرّة المعدنية المركزية عند تحرّكها تعدّل الارتباط الإلكتروني، فتفتح أو تغلق قناة هجرة الإثارة. كان Richard Feynman يحلم بالتلاعب بالذرّات المفردة — والآن تعد هذه المفاتيح بدوائر بصرية تتحكّم فيها ذرّات مفردة في الضوء، لتكون عناصر منطقية على المقياس النانوي.