• Home
  • Química
  • Astronomía
  • Energía
  • Naturaleza
  • Biología
  • Física
  • Electrónica
  • Los átomos implantados crean identificaciones eléctricas únicas que distinguen los dispositivos de buena fe de las falsificaciones

    Crédito:CC0 Public Domain

    Si alguien te vende un bolso de lujo de París, Francia, pero resulta ser una falsificación de Paris, Texas, el artículo falsificado podría costarle mil dólares y el ladrón podría terminar en la cárcel. Pero si se instala un dispositivo electrónico falsificado en un automóvil, podría costarle la vida a los pasajeros o al conductor.

    Sin nuevas medidas de seguridad, las tecnologías inalámbricas interconectadas, La electrónica digital y los sistemas electrónicos micromecánicos que componen el Internet de las cosas son vulnerables a falsificaciones y manipulaciones que podrían provocar fallas en redes de telecomunicaciones completas. En 2017, las ventas de productos falsificados de todo tipo, desde productos electrónicos hasta productos farmacéuticos, ascendieron a aproximadamente 1,2 billones de dólares en todo el mundo.

    Para ayudar a evitar que los chips de computadora y otros dispositivos electrónicos falsificados inunden el mercado, Los investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) han demostrado un método que podría autenticar electrónicamente los productos antes de que salgan de la fábrica.

    Los científicos emplearon una técnica conocida llamada dopaje, en el que se implantan pequeños grupos de átomos "extraños" de un elemento diferente de los del dispositivo a etiquetar justo debajo de la superficie. Los átomos implantados alteran las propiedades eléctricas de la capa superior sin dañarla, creando una etiqueta única que pueda ser leída por un escáner electrónico.

    El uso del dopaje para crear etiquetas electrónicas para dispositivos no es una idea nueva. Sin embargo, la técnica NIST, que utiliza la punta afilada de una sonda de microscopio de fuerza atómica (AFM) para implantar átomos, es más simple, menos costoso y requiere menos equipo que otras técnicas de dopaje que utilizan láseres o un haz de iones, dijo el investigador del NIST Yaw Obeng. También es menos dañino que otros métodos.

    "Estamos colocando una calcomanía en cada dispositivo, excepto que la etiqueta es electrónica y no hay dos idénticos porque en cada caso la cantidad y el patrón de los átomos dopantes es diferente, "dijo Obeng.

    Para crear la identificación electrónica, Obeng y sus colegas primero depositaron una película de 10 nanómetros (mil millonésima parte de un metro) de material dopante, en este caso átomos de aluminio, aproximadamente obleas de silicio de 10 centímetros cuadrados que luego se rompieron en fragmentos del tamaño de un sello postal para que pudieran encajar en el AFM. Luego, el equipo utilizó la punta en forma de aguja de la sonda AFM para empujar átomos de aluminio unos nanómetros hacia los fragmentos de silicio. El diámetro de las regiones implantadas era diminuto, no mayor de 200 nm.

    Para detectar la presencia de componentes forjados en un sistema, necesita una forma de identificar y autenticar de forma única estos componentes a lo largo de la cadena de suministro. Lograr esto, Los investigadores del NIST han desarrollado un nuevo proceso de bajo costo para crear etiquetas de identificación únicas y no duplicables mediante la alteración de la estructura electrónica del silicio. Estas etiquetas se pueden incrustar en un dispositivo durante el proceso de fabricación y cualquiera que reciba el dispositivo las puede autenticar fácilmente. Garantizar una cadena de suministro segura para componentes en sistemas críticos. Crédito:Sean Kelley / NIST

    Los átomos implantados alteran la disposición de los átomos de silicio justo debajo de la superficie de la oblea. Estos átomos de silicio, así como los que residen a lo largo de la oblea, están dispuestos en un patrón geométrico repetido conocido como celosía. Cada celosía de silicio actúa como un circuito eléctrico con una determinada impedancia, el equivalente de CA (corriente alterna) de la resistencia en un circuito de CC (corriente continua).

    Cuando los átomos de aluminio implantados se calentaron rápidamente a unos 600 grados Celsius, algunos de ellos adquirieron suficiente energía para reemplazar parte del silicio en las celosías justo debajo de la superficie de la oblea. La sustitución aleatoria alteró la impedancia de esas celosías.

    Cada retícula modificada con dopante tiene una impedancia única según la cantidad y el tipo de dopante. Como resultado, la celosía puede servir como una etiqueta electrónica distintiva:una versión a escala nanométrica de un código QR para la oblea, Dijo Obeng. Cuando un escáner dirige un haz de ondas de radio hacia el dispositivo, las celosías eléctricamente alteradas responden emitiendo una frecuencia de radio única correspondiente a su impedancia. Los dispositivos falsificados podrían identificarse fácilmente porque no responderían al escáner de la misma manera.

    "Esta investigación es clave porque ofrece un medio para identificar de forma única los componentes mediante una medios inalterables y económicos, "dijo Jon Boyens, un investigador de la División de Seguridad Informática del NIST que no fue coautor del estudio.

    El estudio, que Obeng presentó el 16 de septiembre en la Conferencia Internacional sobre Diseño y Tecnología de CI en Dresde, Alemania, se basa en trabajos anteriores del mismo equipo. El nuevo estudio refina el método AFM para insertar átomos dopantes, para que la sonda AFM pueda colocar con mayor precisión los átomos en la oblea de silicio. La mayor precisión facilitará la prueba del sistema de identificación electrónica en condiciones reales.

    Obeng y sus colaboradores, que incluyen a Joseph Kopanski de NIST y Jung-Joon Ahn de NIST y la Universidad George Washington en Washington, CORRIENTE CONTINUA., consideran su técnica un prototipo que necesitará modificaciones antes de que pueda utilizarse en la producción en masa.

    Una posibilidad es utilizar las sondas afiladas de varios AFM trabajando lado a lado para que el material dopante pueda implantarse en muchos dispositivos a la vez. Otra estrategia emplearía rodillos de alta presión para empujar rápidamente átomos dopantes que recubren un chip de computadora u otro dispositivo unos pocos nanómetros dentro del dispositivo. Un patrón estampado en los rodillos aseguraría que los átomos dopantes se implantaran de acuerdo con un modelo preciso. Los rodillos se utilizan ampliamente para alisar el papel, textiles y plásticos.

    Obeng presentó el trabajo el 16 de septiembre en la Conferencia Internacional sobre Diseño y Tecnología de CI en Dresde, Alemania.


    © Ciencia https://es.scienceaq.com