CN101511601B - 安全文件和/或有价文件及其产生和验证方法，以及墨水 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括具有半导体分区的安全特征的安全文件和/或有价文件，该半导体分区包括至少一个第一半导体层和第二半导体层，该至少一个第一半导体层和第二半导体层相互接触并且形成II型半导体接触系统。

Description

安全文件和/或有价文件及其产生和验证方法,以及墨水
技术领域
本发明涉及一种具有安全特征的安全文件和/或有价文件，一种用于产生该安全特征的墨水，一种用于产生这样的安全文件和/或有价文件的方法，以及一种用于验证这样的安全文件和/或有价文件的方法。
现有技术和发明背景
从实际应用中，大量的安全文件和/或有价文件以这种方式公知，即这些安全文件和/或有价文件包含具有发光物质、特别是荧光物质的安全特征。发光物质是这样的物质，该物质在被具有足够能量的光例如UV激发时，发出荧光或发出磷光。这些是在分子层或原子层上的能量跃迁过程，该能量跃迁过程的跃迁偶极矩为非零(荧光)或者为零(磷光)。荧光或磷光的波长或能量对于不同的物质来说是特定的，因为它们对应于两种状态的能级差，在这两种状态之间从所激发的状态产生张弛，并且大多数情况下该波长或能量位于可见范围内。荧光典型地具有10ns以及更少的衰变时间，因为它是偶极所允许的跃迁(不等于零的跃迁偶极矩)，而磷光典型地具有从1000μs到几小时范围内的衰变时间，因为它是偶极所禁止的跃迁(等于零的跃迁偶极矩)。所禁止的跃迁具有相对小的跃迁概率，这导致相对慢的跃迁。这种行为的物理背景例如在文献P.W.Atkins，Physikalische Chemie(物理化学)，第二版，VCH，Weinheim，New York，Bale，Cambridge，Tokyo，1996，第563页中得到更详细的描述。
特别是，具有荧光物质的安全特征具有用最简单的方式即可实现验证并可进行非常经济的生产的优点。如果将这样的安全特征例如放在UV光源下，该安全特征将发光并可以直接地观察到。
具有荧光物质的安全特征通常借助于荧光颜料或荧光墨水来产生，例如通过印刷。荧光颜料或荧光墨水被广泛使用并可以容易地获得。因此未经授权的人也可以容易地获得合适的荧光颜料或荧光墨水，并以此制造伪造的具有荧光安全特征的安全文件和/或有价文件。
其它的技术领域，尤其是用于激光二极管的量子阱结构公开了所谓的Ⅱ族半导体接触。例如可以参考文献J.Am.Chem.Soc.125：11466ff(2003)，J.Appl.Phys.87：1304ff(2000)，Phys.Rev.B36：3199ff(1987)以及J.Am.Chem.Soc.125：7100ff(2003)。文献US 5,841,151公开了不同的基于InAsxPy和InPGaqAsxPy的Ⅱ族半导体接触，其中这两个所述材料直接相互接触，并且x和y相加为1，p和q相加为1。在该文献中，还描述了对空穴和电子的波函数的影响，该影响在对该接触施加电势时产生。此外，两个不同的族Ⅲ/Ⅴ半导体的类似接触例如由文献US 6,734,464公开。文献L.S.Braginsky等人“Kinetics of exciton photoluminescence in type-Ⅱsemiconductor lattices”，2006公开了用于系统GaAs/AlAs(未掺杂)的激发子的衰变时间和对该衰变时间的测量。对在类型II(type II)接触中的带结构和波函数的详细背景描述在下面进一步给出。
提供具有发光(lumineszierend)安全特征的安全文件和/或有价文件是令人期望的，这样的发光安全特征在进一步简化产生安全文件和/或有价文件的同时提供了更高的防伪造安全性和改进的伪造检测能力。
发明的技术目的
因此，本发明的技术目的是提供一种具有发光安全特征的安全文件和/或有价文件，该发光安全特征具有更高的防伪造安全性。
发明原理和优选实施例
为了实现这个技术目的，本发明提供了一种安全文件和/或有价文件，包括具有半导体分区(Halbleiterteilbereich)的安全特征，该半导体分区包括至少一个第一半导体层和第二半导体层，该至少一个第一半导体层和第二半导体层相互接触并且形成类型II(type II)半导体接触系统。
本发明基于这样的发现，即类型II半导体接触由于特殊的物理背景而产生冷光，通过对材料的适当选择和计算，这种冷光的衰变时间位于标准荧光和磷光之间的范围内。类型II半导体接触可以用于其它的技术领域，例如用于激光二极管的量子阱结构，但是在该技术领域中冷光的衰变时间充其量只起到很小的作用。
通过本发明可以实现，根据本发明的安全文件和/或有价文件仍可以通过简单的视觉观察来得到验证，但是本发明另外通过对冷光衰变时间的测量，还包括第二种内在的并隐藏的安全特征，该第二种安全特征可以被读出和被验证。这是一种隐藏的安全特征，因为该衰变时间只能由仪器确定而不能通过视觉观察来检测。如果对将要研究的安全文件和/或有价文件测量的衰变时间并不对应于针对真实安全特征的参考衰变时间，则所研究的安全文件和/或有价文件被认定为伪造文件并被拒绝或没收，而不考虑荧光或冷光的可检测的和必要时可测量的波长。类型II半导体接触在市场上不能容易地获得，并且伪造者必须也对半导体材料进行适当的选择或计算，这虽然对在固体物理学领域里的技术人员来说是简单的和平常的，但对伪造者来说却不属于基本知识。最后，类型II半导体接触的生产是昂贵的，如果所要求的仪器包括操作人员在内不容易得到的话。
根据本发明的安全特征通常这样形成，即半导体分区形成图案(Muster)。这样的图案可以是对不同安全文件和/或有价文件相同的图案。那么该图案适用于对同一类型的安全文件和/或有价文件进行验证。这种特定于文件类型的侧向图案(lateral patterns)例如是：封印(Siegel)、徽章(Wappen)、规则或不规则的平面图案例如线集(Linienscharen)或纽索饰(Guillochen)、1D和2D条形码。这些可能是在正常光下可视的或不可视的图案，其中不可视图案与可视图案的区别在于，不可视图案只有借助于技术手段例如UV源才变为可视。然而，该图案也可以是针对(属于相同文件类型的)不同安全文件和/或有价文件的个性化图案，这样的个性化图案特别是针对安全文件和/或有价文件的识别信息来进行编码。对于个性化图案，可以采用例如下面的(根据图案被编码的)数据：字母数字混合编制的符号序列，例如个人数据集、个人数据集的子集如姓、名、地址、生日、出生地，和/或文件数据、文件数据的子集如序列号、发行地、发行日期、有效期届满日，以及其它数据，特别是数字数据、公共密钥(在具有可读芯片的文件情况下或者为了对集中或分布式的数据库进行存取)和/或校验和，以及生物特征(biometrisch)数据如照片、指纹例如手或手指的纹理图案(Venenmuster)、虹膜和/或视网膜。优选是对文件和/或文件载体以一对一方式进行识别的符号序列。然而该符号序列也可以是在文件中没有显示得不同的符号序列。也可以设置若干图案，这些图案可以相互(侧向地)重叠但是仍然可以分开地通过所检测的冷光波长或者通过所测量的衰变时间而读出。当然也可以设置若干不相互(侧向地)重叠的图案。在这两种情况下，都可以使用并优选特别是特定于文件类型的图案和个性化图案的组合。
在本发明范围内，有价文件和/或安全文件的概念特别是包括个人证明、护照、身份证、出入检查卡、签证、印花税票、票、驾驶执照、车辆文件、纸币、支票、邮票、信用卡、任意的芯片卡和粘性标签(例如为了产品安全)。这样的安全文件和/或有价文件典型地包括衬底、印刷层并可选择地具有透明覆盖层。衬底是载体结构，在该衬底上施加具有信息、图片、图案等的印刷层。用于衬底的材料可以是在纸和/或塑料基础上的所有常用材料。
本发明的物理背景在下面解释。根据爱因斯坦，自发发射(A)和感生的吸收(B)的系数是：
A＝(8πhυ3/c3)*B          公式1；
进一步给出B：
B＝μEA 2/(6ε0(h/2π)2)    公式2
在此，μEA是所观察的跃迁的跃迁偶极矩，并通过
μEA＝-e0int(Ψ*ErΨAdτ)  公式3
给出。
在此，Ψ分别是基态A和激发态E所涉及的波函数，r是空间坐标。dτ是时间微分。“int”代表积分符号。综合结果是：
A＝(8πhν3μEA 2)/(6ε0(h/2π)2c3)
 ＝((8πhν3e0 2)/(6ε0(h/2π)2c3))*(int(Ψ*ErΨAdτ))2  公式4
理解本发明的重点是上述在A和(int(Ψ*ErΨAdτ))2之间的比例性。在这些公式中，h是普朗克常量，c是光速，ε0是介电常数，ν是频率，r是距离。如果是向量相加或者相乘，则指这些向量的绝对值。
因此自发发射的爱因斯坦系数与该重叠积分的平方成比例。如果将这种认识应用于不同半导体的半导体接触，则得到在图1a和图1b中示出的结果。
图1a示出在半导体材料A和B之间的类型I接触，其中横坐标是空间坐标，纵坐标是能量。实线示出导带(CB：conduction band)和价带(VB：valence band)的曲线。可以看出，在半导体材料B中导带和价带分别以不同的符号相对于半导体材料A的导带和价带发生能量移动。在半导体B的范围内带隙最小。在半导体材料B的范围内，也就是在空间上相互接近，波函数Ψ(虚线)具有极值，从而重叠积分具有最大值。
图1b以类似的表示示出在半导体材料A和B之间的类型II接触。在半导体材料B中，导带和价带分别以相同的符号相对于半导体材料A的导带和价带发生能量移动。可以看出，波函数Ψ的极值在空间上相互分开，即一方面在半导体材料A(GS)中，另一方面在半导体材料B(ES)中，这是类型II半导体接触的特征。由于波函数极值的空间距离而使得自发发射具有更低的概率，其直接效果是相对于具有类型I(type I)接触的半导体系统延长了冷光衰变时间。
如在图1c中所示，这些事实可以通过在半导体材料A和B之间设置分离层C得到进一步加强，其中该分离层C的导带的能量与半导体材料A的导带的能量更为接近，而该分离层C的价带的能量与半导体材料B的价带的能量更为接近。因此波函数Ψ的极值在空间上更加相互远离，从而自发发射的概率更小，因此衰变时间更长。
从上面的结果来看，对于根据本发明使用的类型II半导体接触系统，衰变时间可以根据所定义的准则来调整，并且是通过选择两种半导体材料各自的带隙或各自的价带和导带者相互间的距离，和/或通过设置分离层并通过改变该分离层的厚度。
此外，通过在半导体材料A和B之间施加电势，同样可以实现对衰变时间(也可以实现对发射波长)的调制。这另外允许了对衰变时间的动态验证，即一方面不施加电势，另一方面施加电势，并且除了衰变时间本身，还允许对以这种方式确定的衰变时间差进行验证。因为衰变时间差又依赖于所选择的半导体层的材料以及必要时也依赖于分离层的材料，并且特定于它们。参阅实施例。
半导体分区的概念是指根据本发明的安全文件和/或有价文件的分区，该分区通过类型II半导体接触形成。在对安全文件和/或有价文件的监管中，该分区可以是宏观结构，例如在1mm2的数量级或更多。然而分区也可以是微观结构，尤其是微米微粒或纳米微粒，如在其它地方描述的那样。
这样的根据本发明的安全文件和/或有价文件的半导体分区可以通过下面的途径产生，即A)在衬底上可选地优选外延生长第一阻挡层，B)在阻挡层上优选外延生长第一半导体材料的第一半导体层，C)可选地在第一半导体层上，优选外延生长分离层半导体材料的分离层，D)在第一半导体层或分离层上，优选外延生长第二半导体材料的第二半导体层，E)可选地在第二半导体层上，优选外延生长第二阻挡层，F)可选地分割在步骤A)到E)中获得的层结构，其中通过在保持该层结构的条件下通过在垂直于该层结构的平面的方向上分割成微粒，其中对第一半导体材料和第二半导体材料按比例进行选择并且如有需要进行掺杂，第二半导体材料的价带和导带分别以相同的符号相对于第一半导体材料的价带和导带发生能量移动，并且其中分离层半导体材料具有导带和价带，该导带在能量上与第一半导体材料的导带更接近，该价带在能量上与第二半导体材料的价带更接近，或者反之。
可以用本技术领域内常规的方式产生层，尤其是外延层。例如可以考虑特别是MBE(molecular beam epitaxy，分子束外延)和MOVPE(metal-organic vapor phase epitaxy，金属有机气相外延)。这些方法以及根据所期望的半导体层的组成比例而要使用的仪器、要采用的材料和沉积条件对半导体技术领域内的技术人员来说都是熟知的，所以不需要在这里详细阐述。如有必要，可以对一个或多个半导体层进行掺杂，例如阻挡层。在此n型掺杂的半导体是这样的半导体，其中由于施主原子具有过量价电子而通过电子产生电导。对于硅的n型掺杂，例如可以采用氮、磷、砷和锑。对于GaP半导体或(AlGa)P半导体的n型掺杂，例如可以采用硅和碲。在p型掺杂的半导体中，电导通过加入受主原子由空穴进行。对于硅，受主可以是硼、铝、镓和铟。对于GaP或(AlGa)P，受主可以例如是镁、锌或碳。
替换地，根据本发明的微粒遵循上述文献可以在溶解的条件下进行合成。
在第一半导体层和第二半导体层之间的接触这个概念在此指的是，这些层或者直接地或者在中间连接一个或多个分离层的情况下进行平面连接，所述多个分离层由不同的分离层半导体材料制成并且相互直接连接。
第一和第二半导体层的层厚度，并且必要时还有阻挡层的层厚度的要求并不高，这些层的厚度可以在0.1nm到1mm的范围内，但是优选在5nm到10μm之间。相反分离层的厚度或者多个分离层的厚度总和应该保持得很小，应在0.1到100nm的范围内，优选在0.5到50nm的范围内，特别是在0.5到20nm的范围内。
在本发明的范围，半导体分区可以以极不相同的方式来形成。
在本发明的一个特别简单的变形中，将半导体分区作为半导体微粒形成，这些半导体微粒被设置在安全文件和/或有价文件中或者在安全文件和/或有价文件的表面上。在最简单的实施例中，这些微粒不是电接触的，因此不能产生电致发光。这可以通过加入到由纸或塑料构成的衬底里，加入到设置在衬底上的例如使用墨水的印刷层里，和/或加入到设置在印刷层上的例如由透明塑料构成的覆盖层里来进行。在工艺上尤其优选，如果将大量的半导体微粒设置在或混合在印刷墨水中，而将该印刷墨水施加在安全文件和/或有价文件的里面或表面上，则整个生产过程与常规生产过程的区别只在于，对根据本发明添加了半导体微粒的墨水进行处理。本发明的这种变形在实际中可以用于所有在考虑中的安全文件和/或有价文件。
工艺上更昂贵的变形的特征是，半导体分区包括电接触，这些电接触一方面与第一半导体层连接，另一方面与第二半导体层连接，例如借助于阻挡层，其中这些电接触分别与电接触场进行电连接，这些电接触场被设置在安全文件和/或有价文件的表面的区域内。因此，通过施加电势，可以实现在上文中描述的对衰变时间的调制。建议这种变形主要用于反正也包括例如用于芯片的接触场的安全文件和/或有价文件，例如芯片卡、证件、护照等等。也可以设置形成电容器的传导层来代替电接触，对此在下面的实施例中详细描述。在该变形中，接触场典型地不是用来激发场致发光，或者场致发光在施加电势差时没有发生。
典型地在本发明范围内使用的半导体分区具有从1到100000ns的冷光的衰变时间，优选从10到10000ns。衰变时间是在紧接在激发结束以后的冷光初始强度和冷光的强度衰减到初始强度的1/e之间逝去的时间。可替换地，衰变时间也可以是衰减到初始强度的1/10的时间；两个值之间相差大约2.3的系数。可以选择针对定义的波长来测量衰变时间，或者以无波长(non-wavelength)选择的方式来测量衰变时间。
在本发明范围内，第一半导体层和第二半导体层原则上可以由任意的半导体材料形成，必要时进行掺杂，其中按比例进行选择和组成，形成类型II半导体接触。特别是，所有的类型II半导体接触都是合适的，这些类型II半导体接触在量子阱结构的技术领域以许多变形公知。这些接触的层在大多数情况下由Ⅲ/Ⅴ族或Ⅱ/Ⅵ族半导体形成。作为Ⅲ族元素，除了Ga还可以使用B、Al和In。作为Ⅴ族元素，除了As还可以使用N、P和Sb。经常在同一层中使用各个族的不同元素，因此这些层的期望带结构也可以一方面通过不同的Ⅲ族元素和/或另一方面通过不同的Ⅴ族元素的化学计量的变化来模拟，为此参阅针对Ⅲ/Ⅴ族半导体的专业文献。对分离层和/或阻挡层的成分进行类似考虑，其中阻挡层基本上可以实现与在量子阱结构中相同的功能，并且此外还可以例如通过掺杂而具有传导能力，因此也用于电接触。
本发明还涉及一种用于印刷(Bedruckung)安全文件和/或有价文件的衬底的墨水，该墨水包含具有至少两个半导体层的微粒，所述至少两个半导体层形成类型II半导体接触系统。根据本发明的墨水的其它成分符合现有技术公开的墨水的成分，并典型地包括颜料或墨水的本领域常规的其它成分，例如结合剂、渗透剂、保存剂、杀菌剂、表面活性剂、缓冲物质、溶剂(水和/或有机溶剂)、填充材料、色素、染料、效应色素、除沫剂、防沉积剂、UV稳定剂，等等。用于不同印刷方法的合适的颜料和墨水的形成对于本领域里的一般技术人员来说是已知的，并且添加根据本发明所使用的微粒来代替常规的染料或色素，或者除了常规的染料或色素以外还添加根据本发明所使用的微粒。参考墨水的总重量，微粒在墨水中的比例可以在占重量的0.01％到50％的范围内，优选占重量的0.01％到10％，最优选占重量的0.1％到2％。在喷墨墨水从0.001到0.1μm或1μm的情况下，微粒可以具有0.001到100μm的最大空间扩展，优选0.01到20μm的最大空间扩展。最大空间扩展是指在微粒表面的两点之间直线连接的长度，该长度对于微粒来说是最大值。
用于在衬底上用根据本发明的墨水来施加印刷层的合适的印刷方法对于本领域的技术人员是公知的，即凹版印刷、活版印刷、平版印刷和丝网印刷。例如可以使用：雕版印刷、照相凹版印刷、柔性版印刷、凸版胶印、胶印或者绢印。此外，数字印刷方法是适当的，例如热转印、喷墨印刷或者热升华印刷。
此外，本发明还涉及一种用于产生根据本发明的安全文件和/或有价文件的方法，其中包括至少一个第一半导体层和第二半导体层的半导体分区被设置到该安全文件和/或有价文件的衬底里或者施加在该衬底的表面上，所述至少一个第一半导体层和第二半导体层形成类型II半导体接触系统，并且其中第一半导体层与第一电接触场进行电接触，而第二半导体层与第二电接触场进行电接触。在最简单的情况下，用根据本发明的墨水来印刷安全文件和/或有价文件的衬底。
通常，在第一半导体层和第二半导体层之间施加电势差的本发明实施例可以替换地配置层，不将所述半导体层进行接触，而将这些半导体层设置在两个能导电并且相对于半导体层电绝缘的层之间。然后，这些导电层分别与电接触场接触。因此形成电容器，半导体层就设置在该电容器的场中(在向两个导电层施加电势差时)，因此在半导体层之间的边界层上产生相应的场。
本发明还涉及一种用于验证根据本发明的安全文件和/或有价文件的方法，其中用光辐射来照射安全文件和/或有价文件，该光辐射的能量足以激发半导体分区发出冷光，其中测量所激发的冷光的衰变时间并与第一参考衰变时间值比较。衰变时间的测量可以用常规设备实现，参阅实施例。
在对上面所述的用于验证具有电接触半导体分区的安全文件和/或有价文件的方法的进一步改进中，对第一电接触场和第二电接触场施加定义的电势差，其中用光辐射照射安全文件和/或有价文件，该光辐射的能量足以激发半导体分区发出冷光，并且其中对所激发的冷光的衰变时间进行测量并与第二参考衰变时间值比较。适当地产生电势差，这些电势差在接触场强的范围内从0.1到100000或者10000kV/cm，优选5到200kV/cm。另外，可以在不施加电势差情况下对所激发的冷光的衰变时间测量，其中将不施加电势和施加电势测得的衰变时间的差值与参考衰变时间差值相比较。要施加的电势差是定义好的，并且该电势差的值对应于安全特征，并且必要时对应于参考衰变时间差值。对衰变时间的测量可以针对不同的电势差重复进行，以便提高验证的可靠性。
在本发明的范围内，不但可以用能量等于或大于两个发光状态的能量差的辐射来激发冷光，而且也可以用能量小于这个能量差的辐射来激发冷光。于是该激发可以用常规的方式通过两个或更多的光子激发或上转换(Upconversion)来进行。
下面，借助只代表示例的实施例来进一步阐述本发明。
例1：根据本发明所使用的类型II半导体接触
第一半导体层A由InAs0.43P0.57以厚度9.0nm制成(Ⅲ族和Ⅴ族元素的化学计量下标相加为1)。这是用来产生电子的层。导带的带能是-8.295eV。在价带中重空穴的带能是-9.220eV。在价带中轻空穴的带能是-9.307eV。
第二半导体层由In0.53Ga0.47As0.71P0.29以厚度12.0nm制成。这是用来产生空穴的层。导带的带能是-8.169eV。重空穴的带能是-9.178eV。轻空穴的带能是-9.105eV。
在上述结构的两侧设置由In0.73Ga0.27As0.49P0.51以厚度30nm制成的阻挡层。导带的带能是-8.173eV。重空穴的带能是-9.228eV。轻空穴的带能是-9.206eV。
图2示出经过标准化的波函数Ψ的示意图。可以看出，各个最大值在空间上分离，这导致相对于在类型I接触中的发光延长了衰变时间。
例2：通过在例1中的类型II接触上施加电势来调制衰变时间
图3示出通过施加电势得到的经过标准化的波函数Ψ，在接触区域的场中该电势为-100kV/cm(a)、-50kV/cm(b)、+50kV/cm(c)和+100kV/cm(d)。可以看出，最大值的空间分离随着场强，并且因此也随着所施加的电势发生改变，并且是可以控制的，因此衰变时间也是可以改变并可以控制的。定义的场强或电势差可以对应于衰变时间的特定移动。
例3：对类型II接触GaAs/AlAs的衰变时间的测量
研究由未掺杂的GaAs和AlAs形成的类型II接触系统(没有分离层)的冷光的衰变时间。用波长为532nm和脉冲持续时间为15μs的YAG:Nd脉冲激光器来激发Xz激发子。用波长为337nm和脉冲持续时间为0.15μs的N2激光器来激发XXY激发子。通过双光栅单色仪对冷光进行测量，其中光电倍增器作为检测器。对衰变时间的测量或者对存在期的测量通过与时间相关的单光子计数技术来进行。由于Xz激发子，冷光强度在大约5.5μs内减小到初始强度的1/10。XXY激发子的强度在大约950μs内减小到初始强度的1/10。
以相应的方式，在GaAs层和AlAs层之间被施加电势的条件下来测量衰变时间，其中依据电势的极性和大小可以确定衰变时间的增大或者减小。因此，也可以确定在施加电势和不施加电势时的衰变时间差。
例4：根据本发明的墨水的制造
针对护照中以红色颜料进行的安全特征的喷墨印刷，将下面的成分相互混合并调匀：
占重量20％的Cartasol红色K-3B液体，
占重量40.6％的乳酸(80％)，
占重量19.6％的乙二醇(ethylene glycol)，
占重量1.6％的水，
占重量16.7％的乙二醇单丁基醚，
占重量0.2％的Parmetol A26，
占重量1.3％的乳酸钠溶液(50％)。
考虑到与Cartasol一同带入的水，水的总量占墨水总重量的30％。通过使用Cartasol，还另外包括了占墨水总重量1％的醋酸。
参照墨水的总量，在这样制造的常规墨水中加入占重量0.1％的微粒，然后将墨水调匀，这些微粒根据例1具有类型II半导体接触并具有0.1μm的最大空间扩展。
例5：对根据本发明的安全文件和/或有价文件的验证
用UV激发辐射照射具有根据本发明的半导体分区的安全特征的安全文件和/或有价文件，该半导体分区例如作为用于利用根据例4的墨水来印刷的微粒，并且类似于例3对衰变时间进行测量。将测得的衰变时间与参考衰变时间比较，该参考衰变时间之前在参考安全特征上测得。当测得的衰变时间与参考衰变时间的差超过定义的可容许偏差窗时(该偏差窗基本上通过所用仪器的测量容许误差来确定)，安全文件和/或有价文件被认定为伪造文件并被没收。
例6：其它根据本发明的安全文件和/或有价文件的验证
将包括具有根据本发明所使用的类型II半导体接触的安全特征的安全文件和/或有价文件用UV激发辐射照射并测量衰变时间，其中半导体接触的半导体材料分别与电接触场连接。然后对电接触场施加电压，例如0.5V，并且重复对衰变时间的测量。
首先，将未施加电压时的衰变时间与根据例5的参考衰变时间进行比较。然后，将两次测量的衰变时间相减，并且类似于上述比较将获得的被测衰变时间的差值与参考差值进行比较。
当测得的衰变时间与参考衰变时间的差值超过定义的可容许偏差窗时，和/或当测得的衰变时间与参考衰变时间的差值超过定义的第二可容许偏差窗时，安全文件和/或有价文件被认定为伪造文件并被没收。

Claims (17)

1.一种包括具有半导体分区的安全特征的安全文件和/或有价文件，该半导体分区包括至少一个第一半导体层和第二半导体层，该至少一个第一半导体层和第二半导体层相互接触并且形成类型II半导体接触系统。
2.根据权利要求1所述的安全文件和/或有价文件，其中半导体分区通过下面的步骤产生：
A)在衬底上外延生长第一阻挡层，
B)在阻挡层上外延生长第一半导体材料的第一半导体层，
C)在第一半导体层上，外延生长第二半导体材料的第二半导体层，
D)在第二半导体层上外延生长第二阻挡层，
E)分割在步骤A)到D)中获得的层结构，其中该分割通过在保持该层结构的条件下在垂直于该层结构的平面的方向上分成微粒来进行，
其中对第一半导体材料和第二半导体材料进行选择并且进行掺杂，使得第二半导体材料的价带和导带分别以相同的符号相对于第一半导体材料的价带和导带发生移动。
3.根据权利要求2所述的安全文件和/或有价文件，其中在第一半导体层和第二半导体层之间外延生长分离层半导体材料的分离层，并且其中分离层半导体材料具有导带和价带，该导带与第一半导体材料的导带更接近，该价带与第二半导体材料的价带更接近，或者分离层半导体材料的该导带与第二半导体材料的导带更接近，分离层半导体材料的该价带与第一半导体材料的价带更接近。
4.根据权利要求1或2所述的安全文件和/或有价文件，其中半导体分区被配置为至少一个半导体微粒，该半导体微粒被设置在安全文件和/或有价文件里面或者表面上。
5.根据权利要求4所述的安全文件和/或有价文件，其中多个半导体微粒设置在印刷墨水中，该印刷墨水被引入到安全文件和/或有价文件的里面或者被施加在安全文件和/或有价文件上。
6.根据权利要求1或2所述的安全文件和/或有价文件，
其中半导体分区包括电接触，所述电接触一方面与第一半导体层连接，另一方面与第二半导体层连接，其中所述电接触分别与设置在安全文件和/或有价文件的表面区域内的电接触场连接，或者
其中半导体分区设置在两个导电层之间，这两个导电层分别具有电接触，其中所述电接触分别与设置在安全文件和/或有价文件的表面区域内的电接触场连接，或者
其中半导体分区设置在两个设置于安全文件和/或有价文件的表面区域内的电接触场之间。
7.根据权利要求1、2、5中的任何一项所述的安全文件和/或有价文件，其中半导体分区具有从1到100000ns的冷光衰变时间。
8.根据权利要求7所述的安全文件和/或有价文件，其中所述冷光衰变时间是从10到10000ns。
9.根据权利要求1、2、5中的任何一项所述的安全文件和/或有价文件，其中第一半导体层由III/V族半导体或II/VI族半导体形成，并且第二半导体层由III/V族半导体或II/VI族半导体形成。
10.一种用于印刷包含具有至少两个半导体层的微粒的安全文件和/或有价文件的衬底的墨水，所述至少两个半导体层形成类型II半导体接触系统。
11.根据权利要求10所述的墨水，其中所述微粒具有从0.001到100μm的最大空间扩展，所述最大空间扩展是指在微粒表面的两点之间直线连接的长度，该长度对于微粒来说是最大值。
12.根据权利要求11所述的墨水，其中所述最大空间扩展是从0.01到20μm。
13.一种用于产生根据权利要求1至9中的任何一项所述的安全文件和/或有价文件的方法，其中包括至少一个第一半导体层和第二半导体层的半导体分区被引入到安全文件和/或有价文件的衬底内或者施加在安全文件和/或有价文件的表面上，所述至少一个第一半导体层和第二半导体层形成类型II半导体接触系统，并且其中第一半导体层与第一电接触场电接触，第二半导体层与第二电接触场电接触。
14.一种用于产生根据权利要求1至9中的任何一项所述的安全文件和/或有价文件的方法，其中用根据权利要求10或11的墨水来印刷该安全文件和/或有价文件的衬底。
15.一种用于验证根据权利要求1至9中的任何一项所述的安全文件和/或有价文件的方法，其中用光辐射来照射安全文件和/或有价文件，该光辐射的能量足以激发半导体分区的冷光，或者该光辐射适用于通过两个或更多光子过程或上转换来激发冷光，并且其中测量所激发的冷光的衰变时间并与第一参考衰变时间值比较。
16.根据权利要求15所述的方法，其中将定义的电势差施加给第一电接触场和第二电接触场，其中用光辐射照射安全文件和/或有价文件，该光辐射的能量足以激发半导体分区的冷光，并且其中测量所激发的冷光的衰变时间并与第二参考衰变时间值比较。
17.根据权利要求16所述的方法，其中另外在没有施加电势差的情况下对所激发的冷光的衰变时间进行测量，并且其中对没有施加电势时测得的衰变时间和施加电势时测得的衰变时间的差值与衰变时间差参考值进行比较。
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