Se alguém lhe vender uma bolsa de luxo de Paris, Frana§a, mas for uma falsificação de Paris, Texas, o item falsificado pode custar mil da³lares e o bandido pode acabar na prisão. Mas se um dispositivo eletra´nico falsificado for instalado em um carro, isso pode custar a vida dos passageiros ou do motorista.

Sem novas medidas de segurança, as tecnologias sem fio interconectadas, a eletra´nica digital e os sistemas eletra´nicos micromeca¢nicos que compõem a Internet das Coisas são vulnera¡veis ​​a falsificações e adulterações que podem causar o colapso de redes inteiras de telecomunicações. Em 2017, as vendas de produtos falsificados de todos os tipos - de eletra´nicos a produtos farmacaªuticos - chegaram a cerca de US $ 1,2 trilha£o em todo o mundo.

Para ajudar a evitar que chips de computador falsificados e outros dispositivos eletra´nicos inundem o mercado, pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) demonstraram um manãtodo que pode autenticar eletronicamente produtos antes de saa­rem da fa¡brica.

Os cientistas empregaram uma técnica bem conhecida chamada doping, na qual pequenos aglomerados de a¡tomos "estranhos" de um elemento diferente daqueles no dispositivo a ser rotulado são implantados logo abaixo dasuperfÍcie. Os a¡tomos implantados alteram as propriedades elanãtricas da camada superior sem danifica¡-la, criando um ra³tulo exclusivo que pode ser lido por um scanner eletra´nico.

Usar dopagem para criar etiquetas eletra´nicas para dispositivos não éuma ideia nova. No entanto, a técnica NIST, que usa a ponta afiada de uma sonda de microsca³pio de força atômica (AFM) para implantar a¡tomos, émais simples, menos cara e requer menos equipamento do que outras técnicas de dopagem usando lasers ou feixe de a­ons, disse Yaw Obeng, pesquisador do NIST. . Tambanãm émenos prejudicial do que outros manãtodos.

"Estamos colocando um adesivo em cada dispositivo, exceto que o adesivo éeletra´nico e não hádois idaªnticos porque em cada caso a quantidade e o padrãodos a¡tomos dopantes são diferentes", disse Obeng.

Para criar a identificação eletra´nica, Obeng e seus colegas depositaram primeiro um filme de 10 nana´metros (bilionanãsimo de metro) de material dopante - neste caso a¡tomos de aluma­nio - placas de sila­cio com cerca de 10 centa­metros quadrados que foram quebradas em forma de selo postal. fragmentos de tamanho para que eles pudessem caber no AFM. A equipe então usou a ponta em forma de agulha da sonda AFM para empurrar a¡tomos de aluma­nio alguns nana´metros nos fragmentos de sila­cio. O dia¢metro das regiaµes implantadas era minaºsculo, não maior que 200 nm.

Os a¡tomos implantados alteram o arranjo dos a¡tomos de sila­cio logo abaixo dasuperfÍcie da pastilha. Esses a¡tomos de sila­cio, bem como aqueles que residem em todo o wafer, são organizados em um padrãogeomanãtrico repetitivo conhecido como reta­culo. Cada rede de sila­cio atua como um circuito elanãtrico com uma determinada impeda¢ncia, o AC (corrente alternada) equivalente a  resistência em um circuito DC ( corrente conta­nua ).

Quando os a¡tomos de aluma­nio implantados foram rapidamente aquecidos a cerca de 600 graus Celsius, alguns deles adquiriram energia suficiente para substituir parte do sila­cio nas redes logo abaixo dasuperfÍcie do wafer. A substituição aleata³ria alterou a impeda¢ncia dessas redes.

Cada rede modificada por dopante tem uma impeda¢ncia única dependendo da quantidade e do tipo de dopante. Como resultado, a rede pode servir como um ra³tulo eletra´nico distinto - uma versão em escala nanomanãtrica de um ca³digo QR para o wafer, disse Obeng. Quando um scanner direciona um feixe de ondas de ra¡dio para o dispositivo, as redes eletricamente alteradas respondem emitindo uma frequência de ra¡dio única correspondente a  sua impeda¢ncia. Dispositivos falsificados podem ser facilmente identificados porque não respondem ao scanner da mesma maneira.

"Esta pesquisa éfundamental porque oferece um meio de identificar componentes de forma única por um meio seguro, inaltera¡vel e barato", disse Jon Boyens, pesquisador da Divisão de Segurança de Computadores do NIST que não foi coautor do estudo.

O estudo, que Obeng apresentou em 16 de setembro na Conferência Internacional sobre Design e Tecnologia de IC em Dresden, Alemanha, baseia-se no trabalho anterior da mesma equipe. O novo estudo refina o manãtodo AFM para inserir a¡tomos dopantes, de modo que a sonda AFM pode colocar mais precisamente os a¡tomos no wafer de sila­cio. A maior precisão tornara¡ mais fa¡cil testar o sistema de identificação eletra´nica em condições da vida real.

Obeng e seus colaboradores, que incluem Joseph Kopanski do NIST e Jung-Joon Ahn do NIST e da George Washington University em Washington, DC, consideram sua técnica um prota³tipo que precisara¡ ser modificado antes de ser usado na produção em massa.

Uma possibilidade éusar sondas afiadas de vários AFMs trabalhando lado a lado para que o material dopante possa ser implantado em muitos dispositivos ao mesmo tempo. Outra estratanãgia seria empregar rolos de alta pressão para empurrar rapidamente a¡tomos dopantes que revestem um chip de computador ou outro dispositivo alguns nana´metros dentro do dispositivo. Um padrãoestampado nos rolos garantiria que os a¡tomos dopantes fossem implantados de acordo com um projeto preciso. Os rolos são amplamente utilizados para alisar papel, taªxteis e pla¡sticos.

Obeng apresentou o trabalho em 16 de setembro na Conferência Internacional sobre Design e Tecnologia de IC em Dresden, Alemanha.