Każdy bit w tym urządzeniu jest zapisywany na skrzyżowaniu nanodrutów krzemowego i tytanowego, które są rozdzielone średnio warstwą ok. 100 cząsteczek rotaksanu. Hydrofilowe zakończenie łańcucha polieterowego od lewej strony (R - na rysunku zaznaczony kolorem szarym) zostało tak zaprojektowane aby dawać dobre połączenie z nanodrutem krzemowym specjalnie domieszkowanym na powierzchni fosforem, zaś zakończenie łańcucha od prawej strony (czarne R` na rysunku) jest silnie hydrofobowe i dlatego spontanicznie dąży do nanodrutu tytanowego, dzięki czemu cała cząsteczka jest "rozpięta" między obydwiema elektrodami.
W stanie wyjściowym pierścień zawierający w swojej strukturze parakwat jest umiejscowiony przy ugrupowaniu fulwalenowym (czerwonym). Po przyłożeniu do elektrod różnicy potencjału elektrycznego, fragment fulwalenowy ulega odwracalnej reakcji utlenienia na skutek czego pierścień z parakwatem zostaje wypchnięty i spontanicznie przenosi się na ugrupowanie naftalenowe (na zielono). Gdy po krótkiej chwili fragment fulwalenowy ulega spontanicznej redukcji w układzie pojawia się metastabilny stan, który charakteryzuje zwiększone w stosunku do stanu wyjściowego przewodnictwo elektryczne. Stan ten trwa około godziny, po czym układ ulega relaksacji do stanu wyjściowego.