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Inhärent fälschungssichere Produktkennzeichnung

Fälschungssichere Nanosiegel ermöglichen eine eindeutige Objektidentifikation. Durch eine Kombination aus Ionenbestrahlung und gleichzeitiger Kodeposition von Metallatomen wird ein einzigartiges Oberflächenmuster erzeugt, das durch die Art der Herstellung und eine Größe von nur wenigen Quadratmikrometern faktisch nicht reproduziert werden kann.

Problemstellung

Die zuverlässige Unterscheidung zwischen einem Original und seiner Fälschung oder Kopie ist seit Jahren von großem Interesse und obwohl bereits eine Vielzahl unterschiedlichster Ansätze und Verfahren existiert, können diese mit relativ vertretbarem Aufwand umgangen werden. Das ist ein großer Nachteil besonders bei der Authentifizierung von sicherheitsrelevanten oder wertvollen Gegenständen, die mit bloßem Auge ununterscheidbar sind.

Unsere Lösung

Eine neuartige Methode erzeugt ein zufälliges chemisch-topologisches Muster auf der Oberfläche eines Objekts, wodurch ein eindeutig identifizierbarer Fingerabdruck entsteht. Eine digitale Kopie dieses Fingerabdrucks wird in einer Datenbank abgelegt und kann später zur Echtheitsprüfung herangezogen werden. Die Datendichte des Nanosiegels ist dabei so hoch, dass dessen Auslese durch ein Elektronenmikroskop erfolgen muss. Das ist der entscheidende Punkt, denn ein Elektronenmikroskop liefert kein reines Abbild der Oberflächentopologie, sondern eine Überlagerung aus Oberflächentopologie und chemischer Oberflächenzusammensetzung - wobei letztere in zufälliger Weise durch die kodeponierten Metallatome beeinflusst wird. Die Übertragung des kompletten Musters auf eine andere Oberfläche durch einen Negativabruck wird somit unmöglich. Die Größe der bearbeiteten Region beträgt im Allgemeinen nur wenige Quadratmikrometer, wodurch ihr störender Einfluss auf die Gesamtoberfläche des Objekts vernachlässigt werden kann. Generell können die Strukturen sowohl an beliebiger Position als auch in beliebiger Größe und Form aufgebracht werden.

Elektronenmikroskopische Aufnahme eines mittels Ionenbestrahlung und gleichzeitiger Kodeposition erzeugten Wellen-Punkt-Musters auf einer Siliziumoberfläche. Die runde Form wurde durch eine PMMA Lithographiemaske vorgegeben und kann beliebig angepasst werden. Rechts im Bild ist ein vergrößerter Ausschnitt der zentralen Region dargestellt. Die Länge der Marker entspricht jeweils einem Mikrometer. (Bildquelle: H. Hofsäss)
Zu sehen ist die beschriebene Struktur aus Wellen und Punkten, die als sogenannter Fingerabdruck benutzt wird. Das Muster hat in diesem Fall eine Runde Form mit einem Durchmesser von ungefähr zehn Mikrometern. Daneben ist eine vergrößerte Ansicht der Zent

Vorteile

  • Einzigartigkeit der Muster durch Zufälligkeit
  • Kombinierte chemische und topologische Veränderung der Oberfläche
  • Fälschungssicherheit
  • Mit bloßem Auge nicht zu erkennen
  • Geringe Größe von wenigen Quadratmikrometern
  • Form, Position und Größe des Musters frei wählbar
  • Schnelle Erzeugung und schnelles Auslesen möglich

Anwendungsbereiche

Inhärent fälschungssichere Oberflächenmuster lassen sich unter anderem zur Markierung von Halbleitern und sicherheitsrelevanten Elektronikbauteilen (z.B. in Flugzeugen) sowie bei Diamanten benutzen. Es kann eine Vielzahl von Materialien behandelt werden, darunter Silizium, Kohlenstoff, karbidformende Metalle, Glas, Saphir.

Entwicklungsstand

Das Verfahren wurde bereits erfolgreich im Labor getestet und die Ergebnisse belegen, dass eindeutig identifizierbare und zugleich einzigartige Muster in beliebiger Menge erzeugt werden können. Mit typischen Breitstrahlionenquellen lassen sich diese Muster in wenigen Sekunden erzeugen und danach mit einem Elektronenmikroskop in vergleichbarer Zeit auch wieder auslesen. Zudem kann die Technik sehr leicht in vorhandene Fertigungsprozesse integriert werden.

Patentsituation

EP Patentanmeldung eingereicht.
US Patentanmeldung eingereicht.

Patentinhaber: Georg-August-Universität Göttingen Stiftung Öffentlichen Rechts

Weiterführende Informationen

Designing self-organized nanopatterns on Si by ion irradiation and metal co-deposition
Nanotechnology 25 (2014) 085301 (doi:10.1088/0957-4484/25/8/085301)
Zhang K, Bobes O, Hofsäss H
II Physikalisches Institut, Universität Göttingen, Friedrich-Hund-Platz 1, D-37077 Göttingen, Germany

Kontakt

Dr. Alexander Brinkmann
Patentmanager
E-Mail: abrinkmann@sciencebridge.de
Tel.: +49 551 30724 159
Referenz: CPA-1701-SUG

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