science >> Wetenschap >  >> Fysica

Een zelfwissende chip voor beveiliging en anti-namaaktechnologie

Dit bericht zal zichzelf vernietigen in zeven dagen, of het kan worden gewist met een flits van blauw licht. Geschreven met UV-licht, de letters worden gemarkeerd door moleculen die krimpen door energie op te slaan, het uitrekken van de atomen van de halfgeleider hierboven. Dit verschuift het licht dat door de halfgeleider wordt uitgezonden naar langere golflengten, vertegenwoordigd in het zichtbare spectrum door geel op een blauwe achtergrond. Krediet:Che-Hsuan Cheng, Excitoniek en fotonica Lab, Universiteit van Michigan.

Zelfwissende chips die zijn ontwikkeld aan de Universiteit van Michigan kunnen helpen om namaakelektronica te stoppen of om waarschuwingen te geven als er met gevoelige zendingen wordt geknoeid.

Ze vertrouwen op een nieuw materiaal dat tijdelijk energie opslaat, het veranderen van de kleur van het licht dat het uitstraalt. Het wist zichzelf in een kwestie van dagen, of het kan op verzoek worden gewist met een flits van blauw licht.

"Het is erg moeilijk om te detecteren of er met een apparaat is geknoeid. Het kan normaal werken, maar het kan meer doen dan het zou moeten, het verzenden van informatie naar een derde partij, " zei Parag Deotare, universitair docent elektrotechniek en informatica.

Met een zelfwissende streepjescode die op de chip in het apparaat is gedrukt, de eigenaar zou een hint kunnen krijgen als iemand het had geopend om stiekem een ​​afluisterapparaat te installeren. Of er kan een streepjescode worden geschreven en op chips of printplaten met geïntegreerde schakelingen worden geplaatst, bijvoorbeeld, om te bewijzen dat ze tijdens hun reizen niet waren geopend of vervangen. Hetzelfde, als de levensduur van de streepjescodes werd verlengd, ze kunnen in apparaten worden geschreven als hardware-analogen van software-autorisatiesleutels.

De zelfwissende chips zijn opgebouwd uit een drie-atoom dikke laag halfgeleider die bovenop een dunne film van moleculen is gelegd op basis van azobenzenen - een soort molecuul dat krimpt als reactie op UV-licht. Die moleculen trekken op hun beurt aan de halfgeleider, waardoor het licht met iets langere golflengten uitzendt.

Krediet:Universiteit van Michigan

Om het bericht te lezen, je moet ernaar kijken met het juiste soort licht. Che-Hsuan Cheng, een doctoraatsstudent in materiaalkunde en techniek in de groep van Deotare en de eerste auteur van de studie in Geavanceerde optische materialen , is het meest geïnteresseerd in de toepassing ervan als zelfwissende onzichtbare inkt voor het verzenden van geheime berichten.

Het uitgerekte azobenzeen geeft van nature zijn opgeslagen energie af in de loop van ongeveer zeven dagen in het donker - een tijd die kan worden verkort door blootstelling aan warmte en licht, of verlengd indien koud bewaard, donkere plaats. Wat er ook op de chip stond, of het nu een authenticatie-barcode of een geheim bericht is, zou verdwijnen als het azobenzeen stopte met het uitrekken van de halfgeleider. Alternatief, het kan in één keer worden gewist met een flits van blauw licht. Eenmaal gewist, de chip kan een nieuw bericht of streepjescode opnemen.

De halfgeleider zelf is een "voorbij grafeen" materiaal, zei Deotare, omdat het veel overeenkomsten heeft met het Nobelprijswinnende nanomateriaal. Maar het kan ook iets dat grafeen niet kan:het straalt licht uit in bepaalde frequenties.

Het onderzoeksteam omvatte de groep van Jinsang Kim, hoogleraar materiaalkunde en techniek. Da Seul Yang, een doctoraatsstudent in macromoleculaire wetenschappen en techniek, ontwierp en maakte de moleculen. Cheng liet vervolgens een enkele laag van de moleculen op water drijven en doopte een siliciumwafel in het water om het met de moleculen te bedekken.

Vervolgens, de chip ging naar het laboratorium van Deotare om te worden gelaagd met de halfgeleider. Met behulp van de "Scotch tape"-methode, Cheng plakte in wezen plakband op een stuk van de halfgeleider, wolfraam diselenide, en gebruikte het om enkele lagen van het materiaal af te trekken:een sandwich van een enkele laag wolfraamatomen tussen twee lagen seleniumatomen. Hij gebruikte een soort stempel om de halfgeleider over te brengen op de met azobenzeen gecoate chip.

De volgende stappen voor het onderzoek omvatten het verlengen van de tijd dat het materiaal de boodschap intact kan houden voor gebruik als anti-namaakmaatregel.