拒绝赝品！植入原子可创造独特电子标签，给电子设备标上“身份证”

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。

这项研究具有重要的意义，提供了一种安全、可靠、低成本的方法来识别元件。

题为“Probe assisted localized doping of aluminum into silicon substrates”的相关研究论文发表在《应用物理学》杂志上。

前瞻经济学人APP资讯组

原文论文：

https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5065385