EP2828096A1

EP2828096A1 - Magnetisches echtheitsmerkmal

Info

Publication number: EP2828096A1
Application number: EP13714242.8A
Authority: EP
Inventors: Arno Ehresmann; Dieter Engel
Original assignee: Universitaet Kassel
Current assignee: Universitaet Kassel
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2015-01-28
Also published as: WO2013139969A1; DE102012204660B4; DE102012204660A8; US20150102108A1; DE102012204660A1; US9576416B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Mehrschichtsystem (1), das auf einem Substrat (6) angeordnet ist, das aus einem Material aus der Gruppe bestehend aus einem Kunststoff aus der Gruppe der Polymerisate, Metall, Metalllegierung und Papier ist und/oder das mindestens ein Element aus der Gruppe bestehend aus einer Urkunde und einer Verpackung ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Verpackung, die ein solches magnetisches Mehrschichtsystem (1) umfasst. Erfindungsgemäß wird das Mehrschichtsystem (1) zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstandes verwendet. Erfindungsgemäß sind ebenfalls ein Verfahren zum Kennzeichnen eines Gegenstands mit einem magnetischen Mehrschichtsystem zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstands und ein Verfahren zum Auslesen eines magnetischen Mehrschichtsystems zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstandes.

Description

Magnetisches Echtheitsmerkmal

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Mehrschichtsystem, umfassend mehrere magnetische Schichten, die übereinander angeordnet sind und von denen mindestens eine Schicht ferromagnetisch ist und eine ferromagnetische Schicht eine Vielzahl von vormagnetisierten Domänen mit asymmetrischen Remagnetisierungseigenschaften aufweist, wobei das Mehrschichtsystem auf einem Substrat angeordnet ist. Sie betrifft außerdem eine Verwendung eines magnetischen Mehrschichtsystems, umfassend mehrere übereinander angeordnete magnetische Schichten auf einem Substrat, zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstandes. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Kennzeichnen eines Gegenstands mit einem magnetischen Mehrschichtsystem zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstands und ein Verfahren zum Auslesen eines magnetischen Mehrschichtsystems zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstandes.

Hintergrund der Erfindung

Die WO 01/63554 A2 lehrt eine Markierungseinrichtung für die Kennzeichnung von Objekten. Eine Trägerfolie aus Polyester wird zunächst mit einer Erstschicht aus NiO und anschließend mit einer Zweitschicht aus NiFe bedampft. Die Markierung kann anstatt eines Magnetstreifens auf Scheckkarten, Kreditkarten, Zugangskarten, elektronischen Schlüsseln oder dergleichen zur Echtheitsprüfung verwendet werden.

Aus A. Ehresmann et al., "On the origin of ion bombardment induced Exchange Bias modifications in polycrystalline layers" 2005, J. Phys. D. 38, 801 , ist ein Mehrschichtsystem mit mehreren übereinander angeordneten magnetischen Schichten bekannt, das eine ferromagnetische Schicht umfasst, die eine Vielzahl von vormagnetisierten Domänen mit asymmetrischen Remagnetisierungseigenschaften aufweist.

US 4,960,651 offenbart magnetische Elemente, die einen Gegenstand enthalten, der ein Substrat und eine dünne Beschichtung mit einem amorphen magnetischen Material aufweist. Der Gegenstand kann als Diebstahlschutzmarkierung verwendet werden. Aus DE 196 04 746 A1 ist ein Sicherungselement für die elektronische Artikelsicherung bekannt. Es löst die Aufgabe, ein bekanntes Sicherheitselement, das aus mehreren magnetischen Materialien zusammengesetzt ist, so zu modifizieren, dass es von einem harmonischen Detektionssystem erkannt wird. Dies geschieht dadurch, dass ein Material mit einem hohen Barkhauseneffekt vorgesehen ist, das bezüglich eines weichmagnetischen Materials derart angeordnet ist, dass beide über ihre Streufelder miteinander koppeln, und dass ein halbhart- oder hartmagnetisches Material vorgesehen ist, das das Material mit dem hohen Barkhauseneffekt vormagnetisiert.

CA 2 451 548 offenbart ein Echtheitsmerkmal, insbesondere einen Sicherheitsfaden für Geldscheine, das optische, elektronische und magnetische Sicherheitsmerkmale aufweist. Die Sicherheitsmerkmale sind schichtweise überlappend aufgetragen und können optisch nicht voneinander unterschieden werden. Das magnetische Sicherheitsmerkmal kann durch magnetische Tinte aufgetragen werden und einzelne Bereiche, die das magnetische Sicherheitselement bilden, können sich in ihrer magnetischen Remanenz oder in ihrer Koerzitivfeldstärke unterscheiden. Die unterschiedlichen Arten von magnetischen Bereichen können daher in Identifizierungsmaschinen durch ihre unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften unterschieden werden. Die unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften der Bereiche können durch unterschiedliche magnetische Materialien, durch Variation der Materialmenge und/oder der Pigmentverteilung hervorgerufen werden, wobei der Begriff Pigmentverteilung sich beispielsweise auf die Pigmentgröße oder die Dichteverteilung der Pigmente bezieht. Als Materialien kommen gleichermaßen hart- und weichmagnetische Materialien in Frage.

Aus US 2008/0193639 A1 ist eine Methode zur Markierung von Verbundmaterialien bekannt. Eine Markierung wird mittels magnetisch dotierter Tinte zwischen Schichten des Verbundmaterials aufgebracht. Durch geeignete Lesegeräte für magnetische Markierungen kann die Markierung ausgelesen werden, obwohl sie sich zwischen zwei Schichten des Verbundmaterials befindet und somit für das Auge unsichtbar oder zumindest versteckt ist.

US 7,159,779 B2 offenbart eine Barcodescanmaschine mit mindestens zwei Kameras. Die mindestens zwei Kameras scannen nacheinander einen Barcode von daran vorbeigeführten Blättern. Ein Controller empfängt die Signale vom ersten und vom zweiten Barcodescanner und interpretiert sie durch einen vorbestimmten Algorithmus. Der Algorithmus kann ausgewählt werden, wodurch unterschiedliche Stufen einer Zuverlässigkeitsprüfung zur Verfügung gestellt werden.

Aus DE 600 03 067 T2 ist ein Sicherheitssystem zum Schutz von verschiedenen Artikeln und ein Verfahren zum Ablesen einer Code-Markierung bekannt. Dabei ist ein Hauptmerkmal der Erfindung, ein entsprechendes System zur Verfügung zu stellen, das ein magnetisches Nur- Lese-Muster mit hoher Dichte, welches nicht sichtbar ist für die Augen einer Person, und einen zum Lesen dieses Musters geeigneten Lesekopf besitzt. Zudem ist ein anderes Merkmal der Erfindung, einen Lesekopf zur Verfügung zu stellen, der konstruiert ist, um an den die einzigartigen Antwort-Charakteristiken des Materials des Codemusters angepasst zu sein. Der Lesekopf wird mit magnetischen Mitteln versehen, so dass ein effektives Ansprechen des Lesekopfes nur in einer schmalen Zone erfolgt. Die magnetischen Elemente sind bevorzugt glasbeschichtete Mikrodrähte aus einem weichmagnetischen Material mit sehr niedriger Remanenz. Die Dichte des Mikrodraht-Musters ist beträchtlich höher als die, welche mit bekannten magnetischen Materialien wie magnetischen Tinten erreicht wird. Mit bekannten Lesern können die von den Mikrodrähten gebildeten Codemuster nicht gelesen werden, weil der Abtastbereich von bekannten Lesern viel größer ist als die Entfernung zwischen den Stücken des Mikrodrahts.

DE 103 14 631 A1 offenbart ein flächiges Bogenmaterial mit Individualinformation. Das Bogenmaterial bzw. der Bogen weist magnetisierbare Partikel auf, und in das Bogenmaterial ist eine Individualinformation eingebracht. Herstellerseitig ist mittels der magnetisierbaren Partikel eine im Wesentlichen unveränderliche Individualinformation auf dem Bogenmaterial abgelegt, die darüber hinaus in verschlüsselter Form als Kontrollinformation auf dem Bogen eingebracht ist. Die Individualinformation und die entsprechende Kontrollinformation kann nur mit einem entsprechenden Schlüssel auf Übereinstimmung geprüft werden. Die Ablage der Individualinformation kann dabei so gestaltet sein, dass sie bei guter Lesbarkeit inhaltlich im Wesentlichen unveränderbar ist, was das Maß der Fälschungssicherheit erhöht. Ein geeignetes Prüfgerät umfasst eine Entschlüsselungssoftware, die eine Feststellung der Übereinstimmung von Individual- und Kontrollinformationen ermöglicht.

Der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein magnetisches Mehrschichtsystem zu schaffen, das gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickelt ist, ein magnetisches Mehrschichtsystem einer neuen Verwendung zuzuführen, und neue Verfahren unter Einbeziehung eines magnetischen Mehrschichtsystems zu schaffen.

Erfindungsgemäße Lösung

Die Bezugszeichen in sämtlichen Ansprüchen haben keine einschränkende Wirkung, sondern sollen lediglich deren Lesbarkeit verbessern.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Material des Substrats für das Mehrschichtsystem ein Element aus der Gruppe bestehend aus einem Kunststoff aus der Gruppe der Polymerisate, Metall, Metalllegierung und Papier ist und/oder das Substrat mindestens ein Element aus der Gruppe bestehend aus einer Urkunde und einer Verpackung ist.

Ein magnetisches Mehrschichtsystem im Sinne der Erfindung umfasst mehrere übereinandergeschichtete Lagen von unterschiedlichen oder gleichen magnetischen Materialien.

Vormagnetisierte Domänen im Sinne der Erfindung sind voneinander abgegrenzte Bereiche einer magnetischen Schicht, wobei in jedem der Bereiche jeweils eine einzige Vormagnetisierung mit einem bestimmten Betrag und in eine bestimmte Richtung vorhanden ist.

Unter einer asymmetrischen Remagnetisierungseigenschaft versteht man im Sinne der Erfindung die Eigenschaft einer magnetischen Domäne, dass in ihr eine unidirektionale Anisotropie der Magnetisierbarkeit vorliegt.

Polymerisate sind im Sinne der Erfindung Kunststoffe, die durch Polymerisation von Monomeren hergestellt werden. Entsprechend sind Polykondensate, also Kunststoffe, die durch Polykondensation hergestellt werden, oder Polyaddukte, also Kunststoffe, die durch Polyaddition hergestellt werden, keine Polymerisate.

Ein Metallsubstrat im Sinne der Erfindung ist eine Unterlage, mit der das Mehrschichtsystem verbunden ist und die aus einem Metall besteht. Eine Metalllegierung als Substrat ist im Sinne der Erfindung eine Unterlage, mit der das Mehrschichtsystem verbunden ist und die aus einer Mischung von einem Metall und mindestens einem weiteren Stoff gefertigt ist. Entsprechend der Erfindung können die vorgenannten Merkmale jeweils allein oder in Kombination miteinander auftreten.

Bisher dienten ebene Silizium- oder Glassubstrate als Träger solcher magnetischer Mehrschichtsysteme, beispielsweise aus Laboren bekannte Objektträger aus Glas. Durch die Idee, das Mehrschichtsystem auf anderen Substraten aufzubringen, die aus einem Kunststoff aus der Gruppe der Polymerisate, Papier, Metall oder einer Metalllegierung sind, werden bisher unbekannte Verwendungsmöglichkeiten für ein solches Mehrschichtsystem erreicht.

Soweit das Substrat eine Urkunde ist, kann sich der Vorteil ergeben, dass der Nachweis der Echtheit der Urkunde verbessert werden kann. So kann beispielsweise ein Nachweis für Echtheit von Urkunden geschaffen werden, der besonders fälschungssicher und unauffällig ist.

Eine Verpackung im Sinne der Erfindung ist eine Verpackung entsprechend der Legaldefinition des § 3 der deutschen Verpackungsverordnung (VerpackV) und deren Anhang V, jeweils in der am Anmeldetag gültigen Fassung. Diese Definition ist Teil der Offenbarung der Anmeldung. Die Verpackung kann dadurch verbessert werden, dass sie ein magnetisches Mehrschichtsystem umfasst.

Ein anderer Aspekt der Erfindung ist nämlich die Verwendung eines magnetischen Mehrschichtsystems, umfassend mehrere übereinander angeordnete magnetische Schichten, zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstandes. Ein Nachweisen der Echtheit im Sinne der Erfindung ist ein solcher Vorgang, bei dem das magnetische Mehrschichtsystem zum Bestätigen der Echtheit eines Gegenstandes beschrieben wird, zu einem späteren Zeitpunkt ausgelesen wird und die durch das Auslesen gewonnene Information durch Vergleich mit einer Referenz oder einem Kontrollwert die Echtheit des Gegenstandes bestätigt.

Durch ein magnetisches Mehrschichtsystem wird ein Informationsspeicher zur Verfügung gestellt, der das Nachweisen der Echtheit körperlicher Gegenstände ermöglicht und eine erhöhte Fälschungssicherheit aufweisen kann. Viele Industrieprodukte bestehen aus den genannten vier Substrattypen, aber auch aus schon bekannten Substraten, so dass nun all diese mit einer mit ihm assoziierten charakteristischen Information gekennzeichnet werden können. Da das Herstellen und das gezielte, reproduzierbare Beschreiben von magnetischen Mehrschichtsystemen zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstandes für den Laien problematisch sein können, kann vorteilhaft eine erhöhte Fälschungssicherheit für den magnetischen Echtheitsnachweis erreicht werden.

Zudem ergeben sich durch die Verwendung des Mehrschichtsystems zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstandes neue Verfahrensschritte zum Beschreiben und Auslesen des Mehrschichtsystems. Das Beschreiben beinhaltet die Schritte, ein solches Mehrschichtsystem auf einem Substrat, das ein Element aus der Gruppe bestehend aus einem Kunststoff aus der Gruppe der Polymerisate, Metall, Metalllegierung und Papier ist und/oder mindestens ein Element aus der Gruppe bestehend aus einer Urkunde und einer Verpackung ist, aufzubringen und anschließend das Mehrschichtsystem durch gezielte Veränderung der Vormagnetisierung der Domänen zum Nachweisen der Echtheit zu beschreiben. Vorteilhaft kann dieses Verfahren sein, weil es nur mit einem erhöhten Aufwand und unter Kenntnis moderner wissenschaftlicher Methoden durchgeführt werden kann, was die Fälschungssicherheit des Nachweises für Echtheit erhöhen kann.

Für das Auslesen eines Nachweises für Echtheit aus einem magnetischen Mehrschichtsystem ergeben sich erfindungsgemäß die Verfahrensschritte, ein Mehrschichtsystem zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstandes auf einem damit assoziierten Substrat das ein Element aus der Gruppe bestehend aus einem Kunststoff aus der Gruppe der Polymerisate, Metall, Metalllegierung und Papier ist und/oder mindestens ein Element aus der Gruppe bestehend aus einer Urkunde und einer Verpackung ist, bereitzustellen, das Mehrschichtsystem auszulesen und dann anhand des ausgelesenen Nachweises auf die Echtheit des Gegenstands zurückzuschließen. Dieses Verfahren ermöglicht, die Echtheit eines Gegenstands verbessert überprüfen zu können und kann ebenfalls den Vorteil haben, besonders fälschungssicher zu sein.

Bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung

Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Bevorzugt ist, dass das Substrat gekrümmt ist. Ein gekrümmtes Substrat ist mindestens in dem Bereich, in dem es das Mehrschichtsystem trägt, und zwar auf der Seite, auf der das Mehrschichtsystem angeordnet ist, konvex oder konkav geformt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Substrat aus Aluminium. Das Mehrschichtsystem kann auf diesem wie auch auf allen anderen Substraten durch Epitaxie, Laserablation, Sputtern, Verdampfen oder eine Mischung solcher oder vergleichbarer Methoden angeordnet worden sein. Ein solches Substrat aus Aluminium kann beispielsweise eine Aluminiumfolie oder ein Aluminiumblock oder im weitesten Sinne ein Formteil aus Aluminium sein. Dabei kann das Substrat, da es ja auch gekrümmt sein kann, in vielfältiger Form vorliegen. Es kann also beispielsweise ein Teil für ein Kraftfahrzeug sein, eine Aluminiumfelge oder ein Auspuffsystem zum Beispiel. Auch ein Flugzeugbauteil und ganz allgemein ein Maschinenbauteil aus Aluminium kommt als Träger für ein solches Mehrschichtsystem in Frage. Vorteil dieser bevorzugten Ausführungsform kann sein, dass dadurch ein Gegenstand aus Aluminium mit einem magnetischen Mehrschichtsystem versehen sein kann. Die genannten und andere Gegenstände können aber auch aus einem anderen Metall bestehen und erfindungsgemäß einem Mehrschichtsystem als Substrat dienen.

Ein bevorzugtes Substrat ist eine Urkunde. Beispielhaft für eine solche Ausführungsform wäre ein magnetisches Mehrschichtsystem auf einem Geldschein oder einer Aktie. Auch ein behördlich oder von einem Unternehmen ausgegebenes Ausweisdokument oder ein Testament kann als Substrat dienen. Entsprechend kann auch eine Legitimationsbescheinigung wie eine Fahrkarte, eine Boardingkarte oder eine Eintritts- oder Zutrittsberechtigungskarte, bekannt für Konzerthallen, Fußballstadien oder andere Gelände mit einer Zutrittsbeschränkung, oder eben ganz allgemein Karten aus Papier beliebiger Dicke das erfindungsgemäße magnetische Mehrschichtsystem auf sich tragen. Auch Urkunden aus anderen Materialien als Papier können Substrat für das erfindungsgemäße Mehrschichtsystem sein, beispielsweise Urkunden, die aus Kunststoffen oder Metalllegierungen gefertigt worden sind. Prinzipiell kommt jede Art von Urkunde als Substrat für das Mehrschichtsystem in Frage.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Substrat aus einer Eisenlegierung. Dadurch kann sich der Vorteil ergeben, dass auch ein Objekt aus einer Eisenlegierung das magnetische Mehrschichtsystem tragen kann. Somit kann beispielsweise der Nachweis der Echtheit von Objekten bestehend aus Eisenlegierungen, beispielsweise Teilen für Kraftfahrzeuge, verbessert werden. Eine entsprechende Eisenlegierung kann ein Stahl sein, z.B. ein legierter oder unlegierter Edelstahl oder ein nichtrostender Spezialstahl oder insbesondere ein solcher Stahl, wie er eben für Fahrzeugersatzteile aus Stahl eingesetzt wird. Dabei kämen insbesondere solche Ersatzteile als Substrat für ein magnetisches Mehrschichtsystem in Frage, die eine sicherheitsrelevante Funktion in Kraftfahrzeugen übernehmen, beispielsweise Bremsscheiben, Achsen oder Federungselemente. Aber auch andere Eisenlegierungen kämen als Substrat für ein erfindungsgemäßes Mehrschichtsystem in Frage, beispielsweise Gusseisen. Prinzipiell kann jedes Objekt, das aus einer Eisenlegierung besteht, ein erfindungsgemäßes Mehrschichtsystem tragen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Substrat für das Mehrschichtsystem eine Verpackung. Prinzipiell kann jede Art von Verpackung ein erfindungsgemäßes Mehrschichtsystem umfassen. Beispielsweise kommen Verpackungen wie Kunststofffolien, Kartons, oder auch Flaschen oder Dosen als Substrat in Frage. Insbesondere sind dies solche Verpackungen wie Verkaufsverpackungen, Umverpackungen, Transportverpackungen, Getränkeverpackungen, Mehrwegverpackungen,

Verbundverpackungen und Zusatzelemente, die unmittelbar an einem Produkt hängen oder befestigt sind und eine Verpackungsfunktion erfüllen, gemäß der deutschen VerpackV, insbesondere § 3, und deren Anhang V, sowie Industrieverpackungen. Dadurch können neue Verwendungsmöglichkeiten für ein magnetisches Mehrschichtsystem erreicht werden. Ferner kann eine ein Dünnschichtsystem durch eine Verpackung als Substrat verbessert werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Verpackung eine Blisterverpackung. Dabei kann sie beispielsweise als Schweißverpackung, Klemmverpackung oder Heftverpackung ausgeführt sein. Sie kann Bestandteile aus einem Kunststoff umfassen, die beispielsweise aus Polypropylen bestehen können. Dieser Kunststoff kann transparent sein und die Sicht auf den verpackten Gegenstand ermöglichen. In diesem speziellen Fall wäre die Blisterverpackung eine Sichtverpackung. Andere Bestandteile einer Blisterverpackung können beispielsweise aus Papier, Karton oder Pappe sein, beispielsweise eine Rückwand einer Blisterverpackung, oder aus Aluminium sein, beispielsweise eine Verschlussfolie einer Blisterverpackung. Weitere Bestandteile aus anderen Materialien sind möglich. Es müssen aber nicht alle möglichen Bestandteile bei einer Blisterverpackung vorhanden sein. Beispielsweise kann sie auch ausschließlich aus einem Kunststoff bestehen. Die Blisterverpackung kann Medikamente beinhalten, also beispielsweise ein Tablettenblister sein. Alternativ kann die Blisterverpackung auch andere Objekte enthalten, beispielsweise Elektronikprodukte oder sicherheitsrelevante Autoersatzteile wie Bremsscheiben oder Bremsklötze. Als sicherheitsrelevant würde man solche Teile bezeichnen, die für die Verkehrssicherheit eines Kraftfahrzeugs von Bedeutung sind. Eine solche Blisterverpackung kann im Prinzip jedes beliebige Objekt beinhalten, für das sie als Verpackung geeignet ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei magnetische Schichten über den Exchange Bias Effekt miteinander gekoppelt. Dadurch kann eine besonders effektive Vormagnetisierung von magnetischen Domänen in einer ferromagnetischen Schicht in dem erfindungsgemäßen Mehrschichtsystem erreicht werden. Der Effekt kann insbesondere dann auftreten, wenn eine ferromagnetische Schicht an einer antiferromagnetischen Schicht anliegt. Eine ferromagnetische Schicht ist eine solche Schicht, die aus einem Material besteht, das die Eigenschaft aufweist, dass es benachbarte Elementarmagnete umfasst, deren Spins ohne Anwenden eines externen Feldes alle parallel zueinander ausgerichtet sind. Beispielsweise weisen diese Eigenschaft Schichten aus den Elementen Ni, Fe oder Co oder den Verbindungen NiFe, CoNi, NiFeB, CoFeB, AINiCo, SmCo, Nd₂Fe₁₄B oder NiFeCo auf. Eine antiferromagnetische Schicht ist eine solche Schicht, die aus einem Material besteht, das die Eigenschaft umfasst, dass es benachbarte Elementarmagnete aufweist, deren Spins ohne Anwenden eines externen Feldes alle antiparallel zueinander ausgerichtet sind. Beispielsweise weisen diese Eigenschaft Schichten aus den Materialien FeMn, NiMn, IrMn, PtMn, NiO, FeO, CoO und Legierungen aus diesen Materialien auf. In Folge des Exchange Bias Effekts kann in den Domänen der ferromagnetischen Schicht eine unidirektionale Anisotropie der Magnetisierbarkeit, also eine Asymmetrie der Remagnetisierungseigenschaften hervorgerufen werden. Der Exchange Bias bewirkt somit eine Vorzugsrichtung der Magnetisierung im Ferromagneten, was sich im Experiment in einer Verschiebung der gemessenen Hysteresekurven entlang der Magnetfeldachse äußert. Durch die Bevorzugung einer bestimmten Richtung unterscheidet sich der Effekt deutlich von der üblichen ferromagnetischen Anisotropie, bei der die Ausrichtung der Spins parallel und antiparallel zur Vorzugsrichtung (leichte Richtung) energetisch gleichwertig sind. Dies kann sich vorteilhaft auf die Anwendbarkeit des Mehrschichtsystems im Rahmen eines Nachweises der Echtheit eines Gegenstandes auswirken. Details zur Wirkung des Exchange Bias Effekts, geeigneten Materialien für Mehrschichtsysteme mit Exchange Bias Effekt und zur Herstellung solcher Mehrschichtsysteme finden sich in Nogues et al., Exchange bias in nanostructures, Physics Reports 422, S. 65 - 117 (2005). Der die Materialien und deren Verwendung in Exchange-Bias-Systemen betreffende Inhalt dieser Schrift ist durch Verweis Teil der vorliegenden Offenbarung. In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich zwischen zwei magnetischen Schichten eine nicht-magnetische Schicht. Eine nicht-magnetische Schicht kann beispielsweise aus den Elementen Au, Ag, AI, Cu aber auch aus oxydischen Materialien bestehen. Eine nichtmagnetische Schicht kann sich insbesondere zwischen zwei ferromagnetischen Schichten befinden. Das ermöglicht die Herstellung eines erfindungsgemäßen Mehrschichtsystems, bei dem auf Grundlage der Zwischenschichtaustauschkopplung eine Vormagnetisierung der ferromagnetischen Schicht erfolgen kann. Solche Prinzipien sind aus Mehrschichtsystemen bekannt, in denen Tunnelmagnetwiderstand(TMR)- oder Riesenmagnetwiderstand(GMR)- Effekte beobachtet werden, beispielsweise Spinvalve-Systeme. Ein solches System kann auch auf dem Exchange Bias Effekt basieren, muss es aber nicht. Details zu geeigneten Materialien und Herstellungsprozessen für solche Mehrschichtsysteme, die Zwischenschichtaustauschkopplung zeigen, finden sich ebenfalls in Nogues et al., Exchange bias in nanostructures, Physics Reports 422 (2005). Der die Materialien und deren Verwendung in Systemen mit Zwischenschichtaustauschkopplung betreffende Inhalt dieser Schrift ist durch Verweis Teil der vorliegenden Offenbarung.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist keine magnetische Schicht antiferromagnetisch. In diesem Fall werden abwechselnd zwei ferromagnetische Schichten durch eine nicht-magnetische Schicht, beispielsweise bestehend aus Au oder Ag, getrennt. Die Schichten können wiederholt aufeinander aufgebracht werden. Eine bevorzugte Ausführungsform umfasst mindestens zehn Schichten, besonders bevorzugt mindestens 35, nochmals besonders bevorzugt mindestens 45. Eine bevorzugte Ausführungsform umfasst zudem höchstens 100, besonders bevorzugt höchstens 80, nochmals besonders bevorzugt höchstens 65, nochmals besonders bevorzugt höchstens 50 Schichten. Dies erlaubt vorteilhafter Weise das Schreiben von alternierenden out-of-plane Domänenmustern. Eine andere bevorzugte Ausführungsform umfasst mindestens eine, besonders bevorzugt mindestens zwei, nochmals besonders bevorzugt mindestens fünf, nochmals besonders bevorzugt mindestens 8 Schichten und bevorzugt höchstens 15 Schichten, besonders bevorzugt höchstens 13, nochmals besonders bevorzugt höchstens 10 Schichten. Dies erlaubt vorteilhafter Weise das Schreiben von Domänenmustern mit alternierenden out-of- plane und in-plane orientierten Domänen. So können jeweils Mehrschichtsysteme mit einer Vielzahl von Schichten erzeugt werden, deren magnetische Schichten unmittelbar nach der Fertigstellung des Mehrschichtsystems Domänen aufweisen, die ein statistisches Muster haben. Darin kann eine hohe Zahl an Informationen eingespeichert werden, was sich beispielsweise auf die Fälschungssicherheit im Rahmen einer Nutzung des Mehrschichtsystems zum Nachweis der Echtheit eines Gegenstandes positiv auswirken kann. Ein solches magnetisches Mehrschichtsystem ohne antiferromagnetische Schicht wird in Urbaniak et al., Domain structure and magnetoresistance of NiFe/Au/Co/Au multilayers with perpendicular anisotropy, Phys. Stat. Sol. (c) 3, No. 1 , S. 57 - 60 (2006) detailliert beschrieben. Der die Materialien und deren Verwendung in solchen magnetischen Mehrschichtsystemen ohne antiferromagnetische Schicht betreffende Inhalt dieser Schrift ist durch Verweis Teil der vorliegenden Offenbarung.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Randschicht des Mehrschichtsystems eine Wachstumsschicht. Sie kann ermöglichen, ein besonders vorteilhaftes Mehrschichtsystem zu produzieren, indem sie zwischen einer magnetischen Schicht und einem Substratmaterial eine Gitterstruktur vermittelt oder auch mechanische Spannungen zwischen Substrat und Mehrschichtsystem vermindert. Geeignete Materialien für eine Wachstumsschicht können beispielsweise, aber nicht nur, Ta, Au, Cu, NiFe oder CoFe sein. Eine andere mögliche Randschicht kann eine Deckschicht mit einer Dicke zwischen 2 nm bis 1 μπι, besonders bevorzugt zwischen 20 nm und 200 nm, sein. Sie kann das Mehrschichtsystems vor mechanischer Beschädigung, Oxidation, Feuchtigkeit oder Veränderung, falls diese verhindert werden soll, schützen. Die Deckschicht kann allerdings auch entfallen oder eine andere Dicke oder eine unstete Dicke haben, falls das aus gegebenen Gründen geboten erscheint. Geeignete Materialien für eine Deckschicht können beispielsweise, aber nicht nur, AI, Si, Au oder Ta sein oder auch andere Metalle oder Polymere, beispielsweise Lacke.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die vormagnetisierten Domänen in Betrag und/oder Richtung unterschiedliche Vormagnetisierungen auf. Das kann den Vorteil haben, dass sich auf diese Weise die Domänen in vielfacher Hinsicht anhand diverser unterscheidbarer magnetischer Eigenschaften unterscheiden lassen, was es erlauben kann, den Domänen jeweils einen eigenen Informationswert basierend auf ihren individuellen magnetischen Eigenschaften zuzuweisen. Somit kann eine besonders hohe Informationstiefe in dem Mehrschichtsystem erreicht werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die vormagnetisierten Domänen ein künstlich erzeugtes Muster auf. Künstlich ist im Sinne der Erfindung ein solches Muster, das nicht natürlich in den Domänen vorhanden ist, sondern durch absichtlich herbeigeführte äußere Beeinflussung der Domänen dauerhaft erzeugt wurde. Die Muster können räumlich scharf begrenzt sein, deren individuelle Magnetisierungen unterschiedliche Stärken und Anisotropierichtungen besitzen. Beispielsweise können benachbarte Domänen head-to-head (H2H) oder tail-to-tail (T2T) oder auch side-by-side (SbS) - orientiert werden, so dass die Spins in diesen Domänen eindeutig unterscheidbar orientiert sind. Auch Kombinationen solcher Orientierungen sind in einer Schicht möglich. Beispielsweise kann das künstlich erzeugte Muster ein spezielles Bild oder eine Form sein oder ein Code wie ein Binärcode oder ein Hexadezimalcode. Beispielsweise kann in einem Mehrschichtsystem mit einer Vielzahl von ferromagnetischen Schichten, zwischen denen sich jeweils eine nichtmagnetische Schicht befindet, bei dem sich also nicht-magnetische und ferromagnetische Schichten abwechseln, oder in einem System mit einer ferromagnetischen Schicht, die über den Exchange-Bias-Effekt an eine antiferromagnetische Schicht gekoppelt ist, ein dreidimensionales magnetisches Muster (3D-Muster) eingeschrieben werden. Das hieße, die für gewöhnlich statistischen Muster der magnetischen Domänen in einem solchen Mehrschichtsystem künstlich zu ordnen. Alternativ kann man auch in einer ferromagnetischen Schicht flächig ein zweidimensionales Muster (2D-Muster) aufgebracht sein, beispielsweise in schachbrett-ähnlicher Ausgestaltung, oder ein eindimensionales Muster (1 D-Muster), bei dem die Domänen strieheode-ähnlich angeordnet sind. Vorteil eines solchen künstlich erzeugten Musters kann sein, dass das Muster in den Domänen des magnetischen Mehrschichtsystems zum Nachweis der Echtheit eines Gegenstandes eingesetzt werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform können die asymmetrischen Magnetisierungseigenschaften der vormagnetisierten Domänen durch lonenbeschuss verändert werden. Es kommt beispielsweise Beschuss mit He- oder H-Ionen in Frage, wodurch, gewöhnlich dosisabhängig, nur die Domänenmagnetisierung, oder aber die physikalische Schichtstruktur an sich beeinflusst werden kann, und durch letzteres die Kopplungseffekte zwischen den Schichten vollständig unterdrückt werden können. Prinzipiell kommen aber auch alle anderen Arten von Ionen in Betracht. Beispielsweise kann es möglich sein, die Anisotropierichtung der Domänen zu ändern, wenn man unter Anlegen eines äußeren Magnetfelds das Mehrschichtsystem mit Ionen beschießt. Dabei ist sowohl ein gezielter Beschuss einzelner Domänen denkbar, als auch ein flächiger Beschuss, bei dem durch geeignete Abdeckungen bestimmte Bereiche von einer Ummagnetisierung ausgenommen werden können. Das selektive Ummagnetisieren kann sich besonders vorteilhaft auswirken, weil somit ermöglicht werden kann, eine besonders stark erhöhte Informationstiefe zu erreichen, beispielsweise weil jede individuelle Magnetisierung einem Informationswert zugeordnet werden kann. Geeignete Verfahrensweisen zum Verändern der Domänenstruktur sind detailliert dargestellt in J. Fassbender et al.,„Magnetization Reversal of Exchange Bias Double Layers Magnetically Petterned by Ion Irradiation" 2002, Phys. Stat. Sol (a) 189, 439; A. Mougin et al.,„Magnetic micropatterning of FeNi/FeMn exchange bias bilayers by ion Irradiation" 2001 , J. Appl. Phys 89, 6606; A. Ehresmann "He-ion bombardment induced exchange bias modifications: Fundamentals and applications" 2004, Recent Res. Devel. Apllied Phys. 7, 401 ; K. Theis-Bröhl et al.,„Exchange-bias instability in a bilayer with an ion-beam imprinted stripe pattern of ferromagnetic/antiferromagnetic Interfaces" 2006, Phys. Rev. B 73, 174408; oder A. Ehresmann et al., "On the origin of ion bombardment induced Exchange Bias modifications in polycrystalline layers" 2005, J. Phys. D. 38, 801.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die vormagnetisierten Domänen mit asymmetrischen Remagnetisierungseigenschaften eine Hystereseverschiebung H_B mit einem Betrag von höchstens 100 mT auf. Dies kann vorteilhaft sein, um das Auslesen der Magnetisierungseigenschaften der Domänen vereinfachen zu können.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die vormagnetisierten Domänen ein laterales Maß zwischen 50 nm und 5 mm auf. Ein laterales Maß ist die Länge einer Strecke, die orthogonal ausgehend von einem beliebigen Punkt des Randes einer Domäne bis zu ihrem Schnittpunkt mit einem anderen Punkt des Randes einer Domäne durch die Domäne hindurch verläuft. Dabei muss nur eines der lateralen Maße aus dem genannten Intervall stammen. Das heißt, andere laterale Maße einer Domäne können beliebige Längen aufweisen. Nebeneinander angeordnet bilden die Domänen ein Muster, das einem unsichtbaren Barcode entspricht, wobei jeder Strich des Barcodes einer Domäne mit einem lateralen Maß aus dem genannten Bereich entspricht. Das laterale Maß aller Domänen kann gleich oder unterschiedlich sein. Besonders vorteilhaft kann sein, dass die kleinen lateralen Maße eine Vielzahl von Domänen pro Mehrschichtsystem erlauben können und somit eine besonders hohe Informationsdichte erreicht werden kann. Alternativ kann auch die Zahl der Domänen klein gehalten werden, woraufhin die Fläche des Mehrschichtsystems reduzieren kann und was ein Mehrschichtsystem mit sehr geringem Platzbedarf ermöglichen kann.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die vormagnetisierten Domänen ein laterales Maß zwischen 10 μπι und 100 μιτι auf. Nebeneinander angeordnet können die Domänen vorteilhafterweise ein Muster bilden, das beispielsweise einem Barcode entspricht, wobei jeder Strich des Barcodes ein laterales Maß aus dem genannten Bereich aufweist. Domänen mit solchen Maßen können für eine Serienfertigung einfacher produzierbar sein.

In einer nochmals besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die vormagnetisierten Domänen ein laterales Maß zwischen 25 μιη und 100 μηι auf. Nebeneinander angeordnet können die Domänen vorteilhafterweise ein Muster bilden, das beispielsweise einem Barcode entspricht, wobei jeder Strich des Barcodes ein laterales Maß aus dem genannten Bereich aufweist. Domänen mit solchen Maßen können den Vorteil haben, besonders einfach ausgelesen werden zu können, beispielsweise mit dem CMOS Mag View- Verfahren.

Vorzugsweise ist, wenn das Substrat ein Kunststoff aus der Gruppe der Polymerisate ist, das Polymerisat Polypropylen. Polypropylen ist ein sehr weit verbreitetes Polymerisat und daher preisgünstig verfügbar. Zudem besitzt Polypropylen in alltäglichen Temperaturbereichen, beispielsweise zwischen 0° C und 100° C, eine gute Festigkeit, ist gut formbar und es ist gegen viele Chemikalien beständig. Es wird auch als Material für beispielsweise Fahrzeugteile eingesetzt, die mit einem magnetischen Echtheitsmerkmal versehen werden sollen. Deshalb ist es als Substrat besonders geeignet. Statt Polypropylen kommen als Substrat aus der Gruppe der Polymerisate aber auch andere Polymerisate in Frage, beispielsweise Polyethen (PE), Polybutadien, Polystyrol, Polyvinylchlorid (PVC), Polyacrylnitril (PAN), Polytetrafluorethen (Teflon) und Polyacrylate.

Bei der Verwendung eines magnetischen Mehrschichtsystems, umfassend mehrere übereinander angeordnete magnetische Schichten, zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstandes, ist bevorzugt, dass die Vormagnetisierung von Domänen durch lonenbeschuss verändert wird. Das kann wie vorstehend beschrieben den Vorteil haben, dass detaillierte, möglicherweise mehrdimensionale Domänenmuster eingespeichert werden können, ohne das Mehrschichtsystem zu beschädigen.

Bei der Verwendung eines magnetischen Mehrschichtsystems, umfassend mehrere übereinander angeordnete magnetische Schichten, zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstandes, ist auch bevorzugt, dass ein Lesegerät zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstandes anhand der Domänenmagnetisierung in einem magnetischen Mehrschichtsystem, das auf dem Gegenstand und/oder seiner Verpackung angeordnet ist, verwendet wird. Das Mehrschichtsystem ist auf einem als echt zu kennzeichnenden körperlichen Gegenstand angeordnet und kennzeichnet den Gegenstand durch seine spezifische Domänenmagnetisierung als echt. Das Lesegerät ist in der Lage, die Domänenmagnetisierung auszulesen und die gelesenen Informationen weiterzuverarbeiten oder zur Weiterverarbeitung weiterzuleiten. Dadurch kann der Vorteil erreicht werden, dass durch Auslesen des magnetischen Mehrschichtsystems Aussagen über die Echtheit des damit assoziierten Gegenstandes getroffen werden können. In einem Verfahren zum Kennzeichnen eines Gegenstands zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstandes ist bevorzugt, dass die Vormagnetisierung von Domänen wie vorher beschrieben durch lonenbeschuss verändert wird. Dies kann besonders vorteilhaft sein, weil die beispielsweise durch die Grenzflächeneigenschaften zwischen ferromagnetischer und antiferromagnetischer Schicht auftretende Vormagnetisierung der Domänen durch den lonenbeschuss gezielt beeinflusst werden kann. Somit können sich spezifische, gewünschte Muster mit beabsichtigten magnetischen Eigenschaften erzeugen lassen, die das Speichern einer hohen Informationstiefe zulassen können, ohne dass das Mehrschichtsystem beschädigt wird.

In einem Verfahren zum Kennzeichnen eines Gegenstands zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstandes ist weiterhin bevorzugt, dass das Mehrschichtsystem auf ein Substrat aufgebracht wird, welches ein mit der Echtheitsinformation zu kennzeichnender Gegenstand oder eine zum Gegenstand zugehörige Verpackung ist. Das unmittelbare Aufbringen kann vorteilhaft sein, weil dadurch ein Entfernen oder Kopieren des Mehrschichtsystems erschwert werden kann. Beispielsweise kann das Mehrschichtsystem unmittelbar auf einem Kraftfahrzeugersatzteil aufgebracht werden, so dass sich das Mehrschichtsystem nur schwerlich kopieren lässt. Dieser Aspekt kann besonders bedeutend sein, denn ein magnetisches Mehrschichtsystem zu erstellen oder zu kopieren kann besonderer technischer Geräte und fortgeschrittener wissenschaftlicher Kenntnisse bedürfen, zumal wenn es eine genau definierte Information bereithalten soll. Man kann aber auch herstellerseitig ein magnetisches Mehrschichtsystem auf einer Glasflasche oder einem Medikamentenblister mit einer Medizin anordnen und davor oder auch danach durch lonenbeschuss mit Echtheitsinformationen versehen. Die Glasflasche oder der Medikamentenblister kann dann an einen Apotheker ausgeliefert werden, der mit einem geeigneten Lesegerät die Information aus dem Mehrschichtsystem auslesen und mit entsprechenden Kontrollinformationen verifizieren kann. So kann der Inhalt der Flasche oder des Medikamentenblisters als Originalmedizin erkannt werden. Selbstverständlich käme auch jeder andere körperliche Gegenstand in Frage, ein solches magnetisches Mehrschichtsystem mit einer eingespeicherten Echtheitsinformation zu tragen, die dann von einem Händler, einer staatlichen Einrichtung oder auch jemand anderem ausgelesen werden kann, um die Echtheit des Gegenstands zu prüfen.

In einem Verfahren zum Kennzeichnen eines Gegenstands zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstandes ist alternativ bevorzugt, dass das Substrat, auf den das Mehrschichtsystem aufgebracht wird, ein Etikett ist. Dies ist dann vorteilhaft, wenn ein Aufbringen auf dem eigentlich zu markierenden Gegenstand schwierig oder unmöglich ist, beispielsweise weil seine Oberfläche das Aufbringen eines magnetischen Mehrschichtsystems nicht erlaubt. In solchen Fällen kann eine Etikettierung mit einem solchen Mehrschichtsystem vorteilhaft sein. Geeignete Etiketten können beispielsweise selbstklebende Etiketten aus Papier oder Pappe oder Etiketten in Form eines Anhängers, z.B. einer Preisauszeichnung, oder eines Aufnähers sein. Auch kann ein solches Etikett insbesondere ein Flaschen- oder Dosenetikett aus Papier oder Kunststoff sein.

In einem Verfahren zum Auslesen eines magnetischen Mehrschichtsystems zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstandes ist bevorzugt, dass mit dem Lesegerät mittels magnetoresistiver Methoden ortsabhängig die Streufeldrichtung oder die Änderung der Streufeldstärke der Domänen bestimmt werden. Diese magnetischen Informationen können anschließend beispielsweise in Nullen und Einsen oder anderweitig unterscheidbare und weiterverarbeitbare Informationen transformiert werden. Ein Auslesen kann aber beispielsweise auch unter Anwenden des magnetooptischen Kerr-Effekts (MOKE) erfolgen. Dabei wird der physikalische Effekt ausgenutzt, dass magnetisierte Domänen einfallendes Licht in seinen Eigenschaften beeinflussen kann, so dass über die Veränderung der optischen Eigenschaften des Lichts, beispielsweise eines Laserstrahls, Rückschlüsse auf die magnetischen Eigenschaften der Domänen gezogen werden können. Diese Lösung kann den Vorteil haben, dass auf bewegliche Teile im Lesegerät verzichtet werden kann. Alternativ kann aber auch beispielsweise das CMOS MagView-Verfahren verwendet werden, bei dem der gesamte Barcode von einem geweiteten Laserstrahl auf eine CCD-Zeile abgebildet wird, um die Drehung der Polarisationsebene des reflektierten Lichts magnetfeldabhängig detektieren zu können.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, näher beschrieben.

Es zeigen schematisch:

Fig. 1 und 2 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Mehrschichtsystem mit vier Schichten; Fig. 3 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Mehrschichtsystem mit sechs

Schichten;

Fig. 4 und 5 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Mehrschichtsystem mit fünf dargestellten Schichten ohne antiferromagnetische Schicht;

Fig. 6 eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Mehrschichtsystems auf einem

Gegenstand zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstandes in einer perspektivischen Skizze.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungen der Erfindung

Fig. 1 und 2 zeigen jeweils ein erfindungsgemäßes Mehrschichtsystem (1) mit vier Schichten (0, 2, 3, 4). Die oberste der abgebildeten Schichten ist eine Deckschicht (0) aus Gold, die zweitoberste Schicht ist eine ferromagnetische Schicht (2), in diesem Fall aus CoFe. Sie befindet sich auf einer antiferromagnetischen Schicht (3) aus IrMn. Die beiden magnetischen Schichten (2, 3) befinden sich auf einer Wachstumsschicht (4), die aus Gold besteht. Das Mehrschichtsystem (1) ist auf einem ebenen Papiersubstrat (6), in diesem Fall einem Geldschein, angeordnet. Die antiferromagnetische Schicht (3) und die ferromagnetische Schicht (2) sind durch den Exchange Bias Effekt gekoppelt, weshalb die Domänen (5) ein asymmetrisches Remagnetisierungsverhalten aufweisen. Ihre Hystereseverschiebung beträgt z.B. 25 mT. Die ferromagnetische Schicht (2) hat eine Vielzahl von vormagnetisierten Domänen (5, schematische Darstellung), die unterschiedliche Vormagnetisierungen aufweisen. Die Vormagnetisierung der Domänen (5) wurde durch He- bzw. H-Ionenbeschuss dauerhaft verändert. Die Domänen (5) wurden durch den lonenbeschuss künstlich H2H- /T2T-orientiert (Fig. 1) bzw. SbS-orientiert (Fig. 2) und dadurch ein Muster mit einer konstanten lateralen Weite von z.B. 50 μηι pro Domäne erzeugt. Die Orientierung der Domänen (5) wurde festgelegt, indem gleichzeitig mit dem lonenbeschuss ein externes Magnetfeld angelegt wurde, das die jeweils beschossenen Domänen (5) in die gewünschte Richtung gedreht hat. Die beschriebene gezielte Ummagnetisierung der Domänen (5) erfolgte zum Nachweisen der Echtheit des Geldscheins und die Magnetisierung der Domänen (5) kann durch ein geeignetes Lesegerät ausgelesen werden. Auf diese Weise wird eine verbesserte Möglichkeit zur Erkennung von Falschgeld zur Verfügung gestellt. Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Mehrschichtsystem (1) mit sechs Schichten (0, 2, 3, 4, 7). Es umfasst zwei ferromagnetische Schichten (2), die durch eine nicht-magnetische Schicht (7) voneinander getrennt sind. Die untere der beiden ferromagnetischen Schichten ist einer antiferromagnetischen Schicht (3) benachbart, mit der sie durch den Exchange Bias Effekt gekoppelt ist. Aus diesem Grund sind die Domänen (5) der unteren ferromagnetischen Schicht (2) in eine Richtung vormagnetisiert und gepinnt. Die Magnetisierung der oberen ferromagnetischen Schicht (2) hingegen kann durch ein äußeres Magnetfeld und durch lonenbeschuss nach dem Prinzip des Spinventils gedreht werden. Die Domänenmagnetisierung wurde gezielt verändert zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstandes. Das Mehrschichtsystem (1) ist ebenfalls auf einem ebenen Substrat (6) angeordnet, das in diesem Fall aus dem Kunststoff Polypropylen besteht und eine Blisterverpackung formt. Eine Deckschicht (0) aus Gold schützt das Mehrschichtsystem (1) vor Oxidation. So kann eine Blisterverpackung eines gefälschten Produkts verbessert von einer Blisterverpackung eines Originalprodukts unterschieden werden.

Fig. 4 und 5 zeigen jeweils einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Mehrschichtsystem (1) mit einer Vielzahl N von alternierenden Schichten (2, 7). Davon sind vier gezeigt. Im Mehrschichtsystem (1) aus Fig. 4 sind ungefähr N=50 Schichten vorhanden, in Fig. 5 ungefähr N=10 Schichten. Ferromagnetische Schichten (2) und nicht-magnetische Schichten (7) wechseln sich ab und sind über Zwischenschichtaustauschkopplung miteinander gekoppelt. Die ferromagnetischen Schichten (2) können aus jeweils unterschiedlichen ferromagnetischen Materialien bestehen, im Mehrschichtsystem (1) aus Fig. 4 beispielsweise abwechselnd aus Co und CoFe. Die nicht-magnetische Schicht (7) kann im Mehrschichtsystem aus Fig. 4 beispielsweise aus Pt oder Pd bestehen. Im Mehrschichtsystem (1) aus Fig. 5 können die ferromagnetischen Schichten (2) beispielsweise aus Co oder NiFe bestehen, die nicht-magnetischen Schichten (7) aus Gold. Sie sind auf einem senkrecht zur Schnittebene gekrümmten Substrat aus nichtrostendem Stahl angeordnet, wie man ihn bei Bauteilen für Kraftfahrzeuge findet (nicht gezeigt) und werden geschützt durch eine Deckschicht (0) als oberste Schicht, in diesem Fall aus Aluminium. Durch Beschuss mit lonenstrahlung können die Domänen gezielt ausgerichtet und in ihren magnetischen Eigenschaften beeinflusst werden. Das normalerweise statistische Domänenmuster der verschiedenen ferromagnetischen Schichten (2) kann dadurch in eine beliebige Ordnung gebracht werden, in Fig. 4 alternierend out-of-plane, in Fig. 5 alternierend in-plane (NiFe-Schicht), out of plane (Co-Schicht). Die Individuelle magnetische Ausrichtung ist durch Anwendung eines Lesegeräts als Information interpretierbar, weshalb das Mehrschichtsystem (1) zum Nachweisen der Echtheit des Stahlelements verwendet wird. So kann ein echtes Stahlelement aus hochwertigem Stahl verbessert von einem gefälschten Stahlelement aus minderwertigem Stahl unterschieden werden.

Fig. 6 zeigt eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Mehrschichtsystems (1) auf einem körperlichen Gegenstand zum Nachweisen seiner Echtheit. Das Mehrschichtsystem (1) ist auf einem Substrat (6), in diesem Fall eine Verschlussfolie eines Medikamentenblisters, angeordnet. Der Blister ist gekrümmt und seine Verschlussfolie besteht aus Metall, in diesem Fall Aluminium. Das Mehrschichtsystem (1) wurde nach dem Aufbringen auf die Verschlussfolie durch He-Ionenbeschuss mit gleichzeitigem Anlegen eines Magnetfeldes zum Nachweisen der Echtheit der Medikamente mit einem charakteristischen künstlichen Muster beschrieben. Wird die Domänenmagnetisierung mit einem geeigneten Lesegerät ausgelesen, erfolgt im Fall von Übereinstimmung von Information aus dem Mehrschichtsystem (1 ) mit einer Kontrollinformation eine Echtheitsbestätigung. Schlägt der Vergleich mit der Kontrollinformation fehl, scheitert die Echtheitsprüfung. Wie dargestellt kann auch die Medikamentenumverpackung (8) aus Karton ein erfindungsgemäßes Mehrschichtsystem (1) bereitstellen, so dass nicht ausschließlich auf dem Blister selbst, sondern auch auf der Medikamentenumverpackung (8), eine Echtheitsinformation bezüglich der enthaltenen Medikamente abgelegt werden kann. So steht eine verbesserte Möglichkeit zur Verfügung, Originalmedikamente von gefälschten Medikamenten mit mangelhafter oder fehlender Wirksamkeit unterscheiden zu können.

Bezugszeichenliste

0 nicht-magnetische Deckschicht

1 Mehrschichtsystem

2 ferromagnetische Schicht

3 antiferromagnetische Schicht

4 Wachstumsschicht

5 magnetische Domäne

6 Substrat

7 nicht-magnetische Schicht

8 Medikamentenumverpackung

Claims

Ansprüche

1. Mehrschichtsystem (1), umfassend mehrere magnetische Schichten, die

übereinander angeordnet sind und von denen mindestens eine Schicht

ferromagnetisch ist und eine ferromagnetische Schicht (2) eine Vielzahl von vormagnetisierten Domänen (5) mit asymmetrischen

Remagnetisierungseigenschaften aufweist, wobei das Mehrschichtsystem auf einem Substrat (6) angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Material des Substrats (6) für das Mehrschichtsystem ein Element aus der Gruppe bestehend aus einem Kunststoff aus der Gruppe der Polymerisate, Metall, Metalllegierung und Papier ist und/oder das Substrat (6) gekrümmt ist und/oder das Substrat mindestens ein Element aus der Gruppe bestehend aus einer Urkunde und einer Verpackung ist.

2. Mehrschichtsystem (1) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Substrat (6) gekrümmt ist.

3. Mehrschichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Substrat (6) aus Aluminium ist.

4. Mehrschichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Substrat (6) eine Urkunde ist.

5. Mehrschichtsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Substrat (6) aus einer Eisenlegierung besteht.

6. Mehrschichtsystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Substrat (6) eine Verpackung ist.

7. Mehrschichtsystem (1 ) nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Verpackung eine Blisterverpackung ist.

8. Mehrschichtsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

zwei magnetische Schichten über den Exchange Bias Effekt miteinander gekoppelt sind.

9. Mehrschichtsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Kunststoff aus der Gruppe der Polymerisate Polypropylen ist.

10. Mehrschichtsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die vormagnetisierten Domänen (5) ein künstlich erzeugtes Muster aufweisen.

1 1. Verwendung eines magnetischen Mehrschichtsystems (1), umfassend mehrere

übereinander angeordnete magnetische Schichten auf einem Substrat, das ein Element aus der Gruppe bestehend aus einem Kunststoff aus der Gruppe der Polymerisate, Metall, Metalllegierung und Papier ist und/oder mindestens ein Element aus der Gruppe bestehend aus einer Urkunde und einer Verpackung ist, zum

Nachweisen der Echtheit eines Gegenstandes.

12. Verwendung nach Anspruch 11 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein Lesegerät zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstandes anhand der Domänenmagnetisierung in einem magnetischen Mehrschichtsystem, das auf dem Gegenstand und/oder seiner Verpackung angeordnet ist, verwendet wird.

13. Verfahren zum Kennzeichnen eines Gegenstands mit einem magnetischen

Mehrschichtsystem zum Nachweisen der Echtheit eines Gegenstands,

umfassend die Schritte

- Aufbringen eines magnetischen Mehrschichtsystems (1) auf ein Substrat (6), das ein Element aus der Gruppe bestehend aus einem Kunststoff aus der Gruppe der Polymerisate, Metall, Metalllegierung und Papier ist und/oder mindestens ein Element aus der Gruppe bestehend aus einer Urkunde und einer Verpackung ist. Verändern der Vormagnetisierung von magnetischen Domänen im

Mehrschichtsystem zum Nachweisen der Echtheit des Gegenstands (5).

14. Verfahren nach Anspruch13,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Vormagnetisierung von Domänen (5) durch lonenbeschuss verändert wird.

15. Verfahren zum Auslesen eines magnetischen Mehrschichtsystem (1) zum

Nachweisen der Echtheit eines Gegenstandes,

umfassend die Schritte

- Bereitstellen eines Mehrschichtsystems (1) auf einem Substrat (6) zum

Nachweisen der Echtheit des Substrates, das ein Element aus der Gruppe bestehend aus einem Kunststoff aus der Gruppe der Polymerisate, Metall, Metalllegierung und Papier ist und/oder mindestens ein Element aus der Gruppe bestehend aus einer Urkunde und einer Verpackung ist.

- Auslesen des Mehrschichtsystems

Rückschließen auf Echtheit anhand des ausgelesenen Nachweises.