基于铯133或铷原子受激共振的原子钟是相对广泛使用的最精确的原子钟(每颗GPS卫星上都有一个原子钟)，但它们昂贵且相对较大。即使是用于诸如军事任务同步等特殊应用的芯片级原子钟，其成本也在1000美元左右。
然而，一个团队在麻省理工学院电子工程与计算机科学系(EECS)他们与太赫兹集成电子集团(TIEG)合作开发了一种几乎同样好的时钟。它是一个集成电路，相应地减小了体积、功率和成本。
他们的“分子”钟依赖于测量暴露在特定频率下的分子羰基硫化物(OCS)的旋转;这就是为什么它被称为“分子的”而不是“原子的”。(注:羰基硫化物——更正式的说法是，16O12C32s是一种化合物，还有其他常用的名称和缩写。)
测量结果表明，分子钟的平均误差小于每小时一微秒，与微型原子钟相当，比智能手机上使用的中频晶体振荡器时钟稳定四个数量级。更棒的是，这个时钟是完全电子的，不需要笨重或耗电的支持组件来隔离和激发分子，并使用标准CMOS IC工艺制造(见图)．
对麻省理工学院开发的芯片级硅分子时钟的设计、实现和测量结果的一些看法。(来源:麻省理工学院)
他们的报告”,基于亚太赫兹旋转光谱的片上全电子分子钟”发表在电子性质，介绍了原理、设计、操作和测试。它还解释了除了概念之外，这种拓扑还需要什么改进。
OCS和太赫兹频率
为了产生所需的分子共振，这是该方法的基础，他们附加了一个充满OCS的“气体电池”。集成电路产生一个可变频率的太赫兹(THz)信号并扫过细胞，激发分子开始旋转。同时，THz接收器测量这些旋转的能量，并通过闭环调整THz振荡频率。OCS分子达到峰值旋转，并表现出非常接近231.060983 GHz的尖锐信号响应，这是它们的“自然”共振频率。在这个谐振频率下的太赫兹源时钟被分割成标准的每秒一个脉冲的定时脉冲。
该团队必须开发一种可控、可调的太赫兹源。这是通过使用定制的金属结构和其他组件来提高片上晶体管的性能，用于将初始低频输入信号上转换为太赫兹输出。他们也想消耗尽可能少的能量;该设备仅耗散66mw。
论文的作者总结说:“我们的工作证明了主流硅片系统中原子钟级频率参考单片集成的可行性。”除了在分子钟和OCS方面的预期参考文献外，本文还包含许多关于全尺寸和芯片级原子钟的设计、技术和构造的有趣历史和教程参考文献。
这项工作得到了美国国家科学基金会职业奖、麻省理工学院林肯实验室、麻省理工学院集成电路与系统中心和德州仪器研究员的支持。
