Si alguien le vende un bolso de lujo que fue elaborado en París (Francia), pero resulta ser una falsificación como usted sabría si realmente es de París (Francia) o de Santiago (Chile), el artículo falsificado podría costarle miles de dólares o pesos y el estafador podría terminar en la cárcel. Pero si se instala un dispositivo electrónico falsificado en un automóvil, podría costarles 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 la Internet de las Cosas, son vulnerables a las falsificaciones y manipulaciones que podrían causar fallas en redes de telecomunicaciones enteras.
Para ayudar a evitar que los chips de computadora falsificados y otros dispositivos electrónicos inunden el mercado, los investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) de EEUU, han elaborado un método que podría autenticar electrónicamente los productos antes de que salgan de las fábricas.
Los científicos emplearon la técnica bien conocida llamada dopaje, en la que pequeños grupos de átomos "extraños" de un elemento diferente a los que contiene comúnmente los dispositivos electrónicos que se va a etiquetar, se implantan justo debajo de la superficie de estos. Los átomos implantados alteran las propiedades eléctricas de la capa superior sin dañarla, creando una etiqueta única que puede ser leída por un escáner electrónico.
Usar dopaje para crear etiquetas electrónicas para dispositivos no es una idea nueva. Sin embargo, la técnica del NIST, que usa la punta afilada de una sonda de Microscopio de Fuerza Atómica (AFM) para implantar átomos, es más simple, menos costosa y requiere menos equipo que otras técnicas de dopaje que usan láser o un haz de iones, pero también es menos dañino que otros métodos. Es importante destacar que, al colocar una etiqueta de esta naturaleza en cada dispositivo, no habrá dos dispositivos idénticos, porque en cada caso la cantidad y el patrón de los átomos dopantes es diferente y única en cada etiqueta electrónica.
Para crear esta identificación electrónica, los científicos del NIST primero depositaron una película de material dopante de 10 nanómetros (mil millonésimos parte de un metro), en este caso átomos de aluminio, aproximadamente obleas de silicio de 10 centímetros cuadrados que luego se cortaron en forma de sellos postales. Cada fragmento de un tamaño específico para que puedan caber en el AFM. Luego, el equipo usó la punta en forma de aguja de la sonda AFM para empujar los átomos de aluminio unos pocos nanómetros hacia los fragmentos de silicio. El diámetro de las regiones implantadas era diminuto, no mayor de 200 nanómetros.
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 en la oblea, están dispuestos en un patrón geométrico repetitivo conocido como red. Cada red de silicio actúa como un circuito eléctrico con cierta impedancia, el equivalente de corriente alterna (CA) de la resistencia en un circuito de corriente continua (CC).
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 redes justo debajo de la superficie de la oblea, la sustitución aleatoria alteró la impedancia de esas redes.
Cada retícula modificada con átomos dopante tiene una impedancia única que depende de la cantidad y el tipo de dopante. Como resultado, la red puede servir como una etiqueta electrónica distintiva: una versión a escala nanométrica de un código QR para la oblea. Cuando un escáner dirige un haz de ondas de radio al dispositivo, las redes alteradas eléctricamente 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 componentes de manera única por medios seguros, inalterables y económicos.
Los científicos del NIST consideran que su técnica es un prototipo que deberá modificarse antes de que pueda usarse en la producción en masa, este nuevo estudio refina el método AFM para insertar átomos dopantes, de modo 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.
Este estudio, se presentó en la Conferencia internacional sobre diseño y tecnología de circuitos integrados en Dresden, Alemania, y se puede consultar en el siguiente link (https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.5065385)
