Новости космоса и технологий. » Нанотехнологии » Имплантированные атомы создают уникальные электрические идентификаторы, которые отличают настоящие устройства от подделок

Имплантированные атомы создают уникальные электрические идентификаторы, которые отличают настоящие устройства от подделок

Опубликовал: Admin, 18-09-2021, 15:14, Нанотехнологии, 4 654, 0

Имплантированные атомы создают уникальные электрические идентификаторы, которые отличают настоящие устройства от подделок

Если кто-то продаст вам роскошную сумочку из Парижа, Франция, но окажется, что это подделка из Парижа, штат Техас, подделка может стоить вам тысячу долларов, а мошенник может оказаться в тюрьме. Но если в автомобиле будет установлено поддельное электронное устройство, это может стоить жизни пассажирам или водителю.

Без новых мер безопасности взаимосвязанные беспроводные технологии, цифровая электроника и микромеханические электронные системы, из которых состоит Интернет вещей, уязвимы для подделок и взлома, которые могут привести к отказу целых сетей электросвязи. В 2017 году объем продаж контрафактной продукции всех видов - от электроники до фармацевтики - во всем мире составил, по оценкам, 12 триллиона долларов.

Для предотвращения подделки компьютерных чипов и прочего электронные устройства После наводнения рынка исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) продемонстрировали метод, позволяющий электронным способом аутентифицировать продукты, прежде чем они покинут завод.

Ученые использовали хорошо известную технику, называемую легированием, при которой небольшие кластеры «чужеродных» атомов элемента, отличного от тех, что находятся в маркированном устройстве, имплантируются прямо под поверхность. Имплантированные атомы изменяют электрические свойства самого верхнего слоя, не повреждая его, создавая уникальную этикетку, которую может прочитать электронный сканер.

Использование допинга для создания электронных меток для устройств - не новая идея. Однако метод NIST, который использует острый наконечник зонда атомного силового микроскопа (AFM) для имплантации атомов, проще, дешевле и требует меньше оборудования, чем другие методы легирования с использованием лазеров или пучка ионов, сказал исследователь NIST Яв Обенг. . Кроме того, он менее опасен, чем другие методы.

«Мы наклеиваем наклейку на каждое устройство, за исключением того, что наклейка электронная, и нет двух одинаковых, потому что в каждом случае количество и структура атомов примеси различаются», - сказал Обенг.

Чтобы создать электронный идентификатор, Обенг и его коллеги сначала нанесли 10-нанометровую (миллиардную долю метра) пленку легирующего материала - в данном случае атомов алюминия - кремниевых пластин площадью около 10 сантиметров, которые затем были разбиты на почтовые марки. размер фрагментов так, чтобы они могли поместиться в АСМ. Затем команда использовала игольчатый наконечник зонда АСМ, чтобы протолкнуть атомы алюминия на несколько нанометров во фрагменты кремния. Диаметр имплантированных областей был крошечным, не более 200 нм.

Имплантированные атомы изменяют расположение атомов кремния прямо под поверхностью пластины. Эти атомы кремния, а также текоторые расположены по всей пластине, расположены в повторяющемся геометрическом узоре, известном как решетка. Каждая кремниевая решетка действует как электрическая схема с определенным импедансом, эквивалент сопротивления переменного тока (переменного тока) в цепи постоянного тока ( постоянный ток ).

Когда имплантированные атомы алюминия были быстро нагреты примерно до 600 градусов по Цельсию, некоторые из них приобрели достаточно энергии, чтобы заменить часть кремния в решетках непосредственно под поверхностью пластины. Случайная подстановка изменила импеданс этих решеток.

Каждая решетка с модифицированной присадкой имеет уникальный импеданс в зависимости от количества и типа присадки. В результате решетка может служить отличительной электронной этикеткой - нанометровой версией QR-кода для пластины, сказал Обенг. Когда сканер направляет луч радиоволн на устройство, электрически измененные решетки реагируют, излучая уникальную радиочастоту, соответствующую их сопротивлению. Поддельные устройства можно было легко идентифицировать, потому что они не реагировали на сканер таким же образом.

«Это исследование является ключевым, потому что оно предлагает средства однозначной идентификации компонентов с помощью безопасных, неизменяемых и недорогих средств», - сказал Джон Бойенс, исследователь из отдела компьютерной безопасности NIST, который не был соавтором исследования.

Исследование, которое Обенг представил 16 сентября на Международной конференции по дизайну и технологиям интегральных схем в Дрездене, Германия, основано на более ранней работе той же команды. Новое исследование уточняет метод АСМ для введения атомов примеси, так что зонд АСМ может более точно размещать атомы в кремниевой пластине. Более высокая точность облегчит проверку электронной системы идентификации в реальных условиях.

Обенг и его сотрудники, в том числе Джозеф Копански из NIST и Юнг-Джун Ан из NIST и Университета Джорджа Вашингтона в Вашингтоне, округ Колумбия, считают свою технику прототипом, который потребует модификации, прежде чем его можно будет использовать в массовом производстве.

Одна из возможностей состоит в том, чтобы использовать острые зонды нескольких АСМ, работающих бок о бок, чтобы легирующий материал мог быть имплантирован сразу во многие устройства. Другая стратегия могла бы использовать ролики высокого давления для быстрого проталкивания атомов легирующей примеси, покрывающих компьютерный чип или другое устройство, на несколько нанометров внутрь устройства. Рисунок, нанесенный по трафарету на ролики, обеспечит имплантацию атомов легирующей примеси в соответствии с точным планом. Валики широко используются для разглаживания бумаги, текстиля и пластика.

Обенг представил свою работу 16 сентября на Международной конференции по проектированию и технологиям интегральных схем в Дрездене, Германия.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии