為了構建高精度、同質的同步網絡，不僅要提高原子鐘的精度，還要擴大搭載原子鐘的通信設備。然而，由於原子鐘的尺寸、重量和功耗，其便攜性受到限制。歐洲和美國正在研究原子鐘的小型化，但它們仍然太大，無法安裝在智能手機等終端中，尺寸只有幾厘米見方。

　這次，研究小組的重點是“壓電薄膜的厚度縱向振動”，它在GHz頻段提供良好的共振，目標是使原子鍾小型化。通過使用這種振盪，我們成功地開發了一種不需要晶體振盪器和倍頻器的簡單微波振盪器。如此一來，原子鐘系統可以做得明顯更小，功耗也更低，與市售小型原子鐘相比，芯片面積可減少約30%，功耗可降低約50%。

　此外，為了解決鹼金屬元素共振時的小型化和量產問題，我們自主開發了可採用晶圓工藝製造的小型銣氣電池。當這個小氣室與上述微波振盪器結合併調諧（原子鐘操作）時，可以獲得1秒10的-11次方的頻率穩定性。與市售小型原子鐘相比，性能提高了一個數量級，表明具有出色的穩定性。

　如果這項新開發的技術投入實際應用，將有可能將原子鐘（僅限於人造衛星和基站的頻率和時間標準）安裝到智能手機等通用通信終端中。預計它將創造新的市場，例如機器人控制（室內無人機和潛水系統）。

　該報告的內容在全球最大的微機電系統（MEMS）國際會議“第31屆IEEE微機電系統國際會議（MEMS 2018）”上發表。