Padělky představují chronický problém v řadě odvětví od medicíny po elektroniku nejen z důvodu ohromných ekonomických ztrát, ale také kvůli bezpečí uživatelů i jejich majetku. Řešení nabízejí diamantové mikročástice a jejich defekty.
Výrobci padělků a tvůrci opatření vůči padělání svádějí neustálý „technologický závod ve zbrojení“. Nástroje pro označování pravých výrobků, využívající například hologramy, speciální barvy nebo radiofrekvenční RFID tagy jsou neustále zdokonalovány, přesto se dále objevují i padělky, které je čím dál obtížnější rozeznat od pravých produktů. I výrobci padělků totiž využívají moderní metody a technologie.
Fotografie dvoupalcového diamantového štítku PUF pořízený pod přirozeným světem (a) a snímky elektronové mikroskopie PUF — značky na bázi diamantu, jednotlivých diamantových mikročástic a jejich šíření na křemíkovém substrátu jsou jasně viditelné: pohled shora (b), pohled z boku (c) a průřez (d) © University of Hong Kong
Výzkumný tým, který vedl Zhiqin Chu z University of Hong Kong (HKU), však nedávno tento závod ve zbrojení posunul na novou úroveň. Vytvořil diamantové značky proti padělkům, které podle tvůrců nabízejí charakteristiku PUF (physically unclonable function).
Jde o diamantové mikročástice, drobné umělé diamanty různé velikosti a tvarů, nanášené na silikonový heterogenní podklad metodou chemické depozice z plynné fáze (CVD — chemical vapor deposition). Na silikonovém podkladu vytvářejí unikátní vzor, který je podle tvůrců „nemožné napodobit“. Jde vlastně o technologický „otisk prstu“, který lze skenovat, například chytrým telefonem.
Další úroveň zabezpečení představují defekty SiV (silicon vacancy), čili místa, kde ve struktuře zmíněných diamantových mikročástic scházejí atomy křemíku. Tyto defekty lze pro jejich optické vlastnosti snadno detekovat. SiV totiž představují luminiscenční barevná centra v diamantové mřížce, jež mají jedinečné optické a spektrální charakteristiky. Při excitaci zeleným světlem emitují jasnou fotoluminiscenci blízkého infračerveného světla, již lze použít jako identifikační signál. Tato nová metoda generování optického kódu je multimodální, dynamická a vysokokapacitní. Použití různých světelných signálů, jako je kombinace fotoluminiscence a kódování signálu rozptylu světla, může zvýšit složitost a bezpečnost kódu. Systém proti padělání složený z diamantových částic lze přitom snadno detekovat a ověřit pomocí jednoduchých optických metod. Výzkumníci používají chytrý telefon v kombinaci se čtecím zařízením konfokálního fluorescenčního mikroskopu.
Nová technologie je velmi odolná a rovněž levná, což ji předurčuje k praktickému využití. Za dolar je možné vyrobit 10 tisíc značek o velikosti 200 m.