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拒绝赝品!植入原子可创造独特电子标签 给电子
更新时间:2021-09-23
 

  如果有人向你销售奢侈品包包,买回来之后发现是赝品,那么这个赝品会让你造成金钱上的损失,而这个骗子可能会锒铛入狱。但是,如果是赝品的电子设备被安装在汽车上,它可能使乘客或司机失去生命。

  2017年,各种假冒产品,包括电子产品和药品,在全球的销售额估计达到1.2万亿美元。为了防止假冒计算机芯片和其他电子设备充斥市场,美国国家标准与技术研究所(NIST)研发出一种方法,可以在产品出厂前,对其进行电子认证。

  研究人员采用了一种掺杂的技术,在这种技术中,将不同元素的“外来”原子小团,植入到设备表层之下。植入的原子改变了最顶层的电性能,且不造成损害,从而创造出一个可以被电子扫描仪读取的独特标签。

  研究人员解释道,每个设备都会贴上一张独特“电子贴纸”,并不会出现相同的“贴纸”,因为在每种情况下,掺杂物原子的数量和图案都是不同的。

  为了创建这个独特的标识,研究小组首先在10平方厘米的硅片上沉积了一层10纳米(十亿分之一米)的掺杂材料薄膜(铝原子),然后将硅片打碎成邮票大小的碎片,这样可以将它们放入原子力显微镜中。然后,研究小组使用原子力显微镜探针的针状尖端,将铝原子推入硅片的几纳米范围。植入区域的直径很小,不超过200纳米。

  植入的原子改变了硅原子在晶圆表面下的排列。这些硅原子,以及那些驻扎在整个晶圆上的硅原子,被安排在一个重复的几何图案中,称为晶格。当植入的铝原子被迅速加热到大约600摄氏度时,其中一些铝原子获得了足够的能量,会取代晶圆表面下晶格中的一些硅。这种随机的替换改变了这些晶格的阻抗。而每个掺杂物修饰的晶格,都有一个独特的阻抗,取决于掺杂物的数量和类型。因此,晶格可以作为一个独特的电子标签,算是纳米级的晶圆二维码。

  当扫描仪将一束无线电波射向设备时,经过电子改变的晶格就会发出与其阻抗相对应的独特无线电频率。假冒设备可以很容易被识别出来,因为它们不会以同样的方式对扫描仪做出反应。