Les atomes implantés modifient la disposition des atomes de silicium juste sous la surface de la plaquette. Ces atomes de silicium, ainsi que ceux qui résident dans toute la tranche, sont disposés selon un motif géométrique répétitif appelé treillis. Chaque réseau de silicium agit comme un circuit électrique avec une certaine impédance, l'équivalent CA (courant alternatif) de la résistance dans un circuit CC (courant continu).

Lorsque les atomes d'aluminium implantés ont été rapidement chauffés à environ 600 degrés Celsius, quelques-uns d'entre eux ont acquis suffisamment d'énergie pour remplacer une partie du silicium dans les réseaux juste sous la surface de la plaquette. La substitution aléatoire a modifié l'impédance de ces réseaux.

Chaque réseau modifié par dopant a une impédance unique en fonction de la quantité et du type de dopant. Par conséquent, le réseau peut servir d'étiquette électronique distinctive - une version à l'échelle nanométrique d'un code QR pour la plaquette, dit Obeng. Lorsqu'un scanner dirige un faisceau d'ondes radio vers l'appareil, les réseaux modifiés électriquement répondent en émettant une fréquence radio unique correspondant à leur impédance. Les appareils contrefaits pourraient être facilement identifiés car ils ne répondraient pas de la même manière au scanner.

« Cette recherche est essentielle car elle offre un moyen d'identifier de manière unique les composants par un des moyens inaltérables et peu coûteux, " a déclaré Jon Boyens, un chercheur de la division de la sécurité informatique du NIST qui n'était pas co-auteur de l'étude.

L'étude, qu'Obeng a présenté le 16 septembre à la Conférence internationale sur la conception et la technologie des circuits intégrés à Dresde, Allemagne, s'appuie sur les travaux antérieurs de la même équipe . La nouvelle étude affine la méthode AFM pour l'insertion d'atomes dopants, afin que la sonde AFM puisse placer plus précisément les atomes dans la plaquette de silicium. La plus grande précision facilitera le test du système d'identification électronique dans des conditions réelles.

Obeng et ses collaborateurs, qui incluent Joseph Kopanski du NIST et Jung-Joon Ahn du NIST et de l'Université George Washington à Washington, D.C., considèrent leur technique comme un prototype qui devra être modifié avant de pouvoir être utilisé dans la production de masse.

Une possibilité consiste à utiliser les sondes pointues de plusieurs AFM travaillant côte à côte afin que le matériau dopant puisse être implanté dans plusieurs dispositifs à la fois. Une autre stratégie consisterait à utiliser des rouleaux à haute pression pour pousser rapidement des atomes de dopant recouvrant une puce informatique ou un autre dispositif de quelques nanomètres dans le dispositif. Un motif au pochoir sur les rouleaux garantirait que les atomes de dopant ont été implantés selon un plan précis. Les rouleaux sont largement utilisés pour lisser le papier, textiles et plastiques.

Obeng a présenté le travail le 16 septembre à la Conférence internationale sur la conception et la technologie des circuits intégrés à Dresde, Allemagne.