در این پایان نامه ابتدا الکترونیک مولکولی را به عنوان شاخه ای از فناوری نانو معرفی کرده و مزایای متعدد آن را بیان می کنیم. سپس نحوه ارتباط بین مولکول ها و سیم های مولکولی ساخته شده بر مبنای این علم را ارائه خواهیم کرد. در ادامه به معرفی دیود rtd و بررسی رفتار ولتاژ و جریان آن خواهیم پرداخت. سپس با استفاده از خواص دیودهای مذکور و الکترونیک مولکولی به طراحی و شبیه سازی مدارهای منطقی دیجیتالی می پردازیم. ابتدا معکوس کننده ای را شبیه سازی کرده و به کمک آن یک تمام جمع کننده را در مقیاس نانو ارائه می دهیم. سپس با استفاده از آن به طراحی و شبیه سازی کمپرسور 2-4، به عنوان یکی از کاربردی ترین مدارهای منطقی دیجیتالی می پردازیم. همچنین مدارهای منطقی مذکور را به کمک علم الکترونیک مولکولی، با استفاده از حلقه های بنزنی، طراحی و ارائه می کنیم. نتایج شبیه سازی ها با استفاده از نرم افزار hspice، حاکی از آن است که سرعت مدار به کمک این معماری کاهش قابل توجهی دارد، همچنین توانسته ایم این مدار را از نظر تعداد rtdهای بکار رفته و بازده آن، بهینه کنیم.