RU2635212C2 - Method of protecting documents, securities or articles by using semiconductor filamentary nanocrystals - Google Patents

Method of protecting documents, securities or articles by using semiconductor filamentary nanocrystals Download PDF

Info

Publication number
RU2635212C2
RU2635212C2 RU2015150470A RU2015150470A RU2635212C2 RU 2635212 C2 RU2635212 C2 RU 2635212C2 RU 2015150470 A RU2015150470 A RU 2015150470A RU 2015150470 A RU2015150470 A RU 2015150470A RU 2635212 C2 RU2635212 C2 RU 2635212C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nanocrystals
semiconductor
documents
securities
products
Prior art date
Application number
RU2015150470A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015150470A (en
Inventor
Алексей Дмитриевич Буравлев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НК-Метка"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "НК-Метка" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НК-Метка"
Priority to RU2015150470A priority Critical patent/RU2635212C2/en
Publication of RU2015150470A publication Critical patent/RU2015150470A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2635212C2 publication Critical patent/RU2635212C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/06009Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code with optically detectable marking
    • G06K19/06046Constructional details
    • G06K19/06056Constructional details the marking comprising a further embedded marking, e.g. a 1D bar code with the black bars containing a smaller sized coding
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/0004Hybrid readers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Credit Cards Or The Like (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: in the method, a label is placed in or into the security document, security paper or article containing semiconductor filamentary nanocrystals with the predetermined parameters that can be detected by using various detecting devices. The heterostructured filamentary nanocrystals thus obtained are made on the basis of a combination of materials with different forbidden bands, as well as structures with a combined dimension such as quantum dots inside the filamentary nanocrystals, which will ensure that these documents can be encoded by using them, as well as the simplicity of verification.
EFFECT: increasing the security of these documents and articles and simplifying the procedure for the authenticity verification.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области защиты изделий, ценных бумаг и документов. Способ защиты документов, ценных бумаг и изделий с помощью полупроводниковых нитевидных нанокристаллов заключается в том, что в защищаемый документ, ценную бумагу или изделие вводят или наносят метку, в которой содержатся полупроводниковые нитевидные нанокристаллы с заданными параметрами, которые могут быть обнаружены с использованием различных детектирующих устройств.The invention relates to the field of protection of products, securities and documents. A method of protecting documents, securities and products using semiconductor whisker nanocrystals is that a label is inserted or applied to the security document, security paper or product that contains semiconductor whisker nanocrystals with predetermined parameters that can be detected using various detecting devices .

Тенденция к постоянному совершенствованию эффективных технологических средств защиты ценных бумаг, документов и изделий до сих пор не потеряла своей актуальности и неразрывно связана с развитием и доступностью методов для их подделки. Так, например, появление и широкое распространение средств лазерной цифровой печати сделало необходимым наличие нескольких дополнительных степеней защиты документов, поскольку традиционные полиграфические методы стали терять свою значимость. На сегодняшний день существуют разнообразные способы защиты документов и ценных бумаг, базирующиеся на использовании совершенно различных технологических подходов. Использование специальных сортов бумаги, в том числе с вмонтированными защитными элементами, такими как металлические нити, ферромагнитные элементы и др., в настоящее время может быть достаточно имитировано. Продолжающееся развитие технологий печати, в первую очередь микропечати, также уже не предоставляет особой защиты. Особый интерес вызывают методы, связанные с созданием новых типов чернил и красок, используемых для защиты документов. Введение в их состав наночастиц, обладающих определенными оптическими или магнитными (в случае использования ферромагнитных материалов) свойствами, может представлять значительные преимущества перед другими способами защиты. Однако данные способы защиты также могут быть воспроизведены, поскольку обычно обладают определенным конкретным откликом в зависимости от используемых материалов. Например, в настоящее время широко обсуждается возможность использования изотопов осмия или наноалмазов с активными NV-центрами для кодирования документов. Наличие определенной полосы в спектре излучения, в случае наноалмазов, по-сути, представляет собой уникальную подпись документа. Однако она не может быть изменена, а следовательно, существует ненулевая вероятность ее копирования. В свою очередь, разработка меток на основе полупроводниковых нитевидных нанокристаллов (ННК) открывает широкие возможности для создания меток под конкретные требования заказчиков. Варьирование технологических параметров при синтезе ННК позволяет получать ННК, с одной стороны, с определенными геометрическими размерами, что также позволяет варьировать степени защиты, а с другой, разнообразными физическими свойствами. Широкий спектральный диапазон излучения ННК, который может быть получен путем варьирования используемых материалов - от ультрафиолетового до единиц терагерц, позволяет создавать метки с заранее определенными оптическими свойствами. В том числе возможна комбинация различных ННК в одной метке под разные спектральные диапазоны. Синтез гетероструктур на основе ННК, т.е. комбинации материалов с различными запрещенными зонами, а также структур с комбинированной размерностью типа квантовые точки внутри ННК также предоставляет широкие перспективы для кодирования документов, при этом становится возможным создание уникальных степеней защиты под конкретный документ. Таким образом, реализация защитных меток на основе ННК представляет собой принципиально новый подход, который может существенно изменить степень защищенности ценных бумаг, документов, а также изделий.The trend towards continuous improvement of effective technological means of protecting securities, documents and products has not yet lost its relevance and is inextricably linked to the development and accessibility of methods for faking them. For example, the advent and widespread use of laser digital printing made it necessary to have several additional degrees of document protection, as traditional printing methods began to lose their significance. Today, there are various ways to protect documents and securities, based on the use of completely different technological approaches. The use of special grades of paper, including those with built-in protective elements, such as metal threads, ferromagnetic elements, etc., can now be sufficiently imitated. The ongoing development of printing technology, primarily microprinting, also no longer provides much protection. Of particular interest are the methods associated with the creation of new types of ink and inks used to protect documents. The introduction of nanoparticles with certain optical or magnetic (in the case of using ferromagnetic materials) properties into their composition can represent significant advantages over other methods of protection. However, these protection methods can also be reproduced, since they usually have a certain specific response depending on the materials used. For example, the possibility of using osmium isotopes or nanodiamonds with active NV centers for coding documents is currently being widely discussed. The presence of a certain band in the radiation spectrum, in the case of nanodiamonds, in fact, represents a unique signature of the document. However, it cannot be changed, and therefore, there is a non-zero probability of its copying. In turn, the development of labels based on semiconductor whisker nanocrystals (NOCs) opens up great opportunities for creating labels for specific customer requirements. Varying the technological parameters during the synthesis of NWs allows one to obtain NWs, on the one hand, with certain geometric dimensions, which also allows varying degrees of protection, and on the other, various physical properties. A wide spectral range of NW radiation, which can be obtained by varying the materials used - from ultraviolet to terahertz units, allows you to create labels with predetermined optical properties. Including a combination of different NWs in one label under different spectral ranges is possible. Synthesis of heterostructures based on NWs, i.e. the combination of materials with different forbidden zones, as well as structures with a combined dimension such as quantum dots inside the NOC also provides broad prospects for coding documents, while it becomes possible to create unique degrees of protection for a particular document. Thus, the implementation of security labels based on NOCs represents a fundamentally new approach that can significantly change the degree of security of securities, documents, and products.

Наиболее близкими к предлагаемому способу защиты документов, ценных бумаг или изделий с помощью полупроводниковых нитевидных нанокристаллов и принятыми в качестве прототипов настоящего изобретения являются следующие способы.Closest to the proposed method of protecting documents, securities or products using semiconductor whisker nanocrystals and adopted as prototypes of the present invention are the following methods.

Международная заявка РСТ на изобретение «Люминесцентные чернила и способы контроля подлинности изделий» (WO 2013/066202 (PCT RU 2012/000132), МПК C09K 11/08, B44F 1/12, B82B 1/00, B82B 3/00, B82Y 40/00, B82Y 99/00, C09D 11/16, D21H 21/48, опубл. 10.05.2013 г.).PCT International Application for the Invention “Luminescent Ink and Methods of Authenticating Products” (WO 2013/066202 (PCT RU 2012/000132), IPC C09K 11/08, B44F 1/12, B82B 1/00, B82B 3/00, B82Y 40 / 00, B82Y 99/00, C09D 11/16, D21H 21/48, publ. 05/10/2013).

Изобретение относится к составам для нанесения покрытий, а именно к типографским краскам, содержащим люминесцентные защитные чернила для криптозащиты документов и изделий от подделок, к способам их нанесения, а также к способам контроля подлинности документов и изделий, содержащих люминесцентные чернила. В зависимости от способа криптозащиты, и/или материала изделия, и/или способа нанесения защитной метки на поверхность люминесцентные чернила содержат различные виды и количества полупроводниковых нанокристаллов, растворителей и поверхностно-активных веществ. Для контроля подлинности документов и изделий, содержащих видимую и/или невидимую глазом защитную метку, используют источники видимого или ультрафиолетового излучения с последующей идентификацией флуоресцентных сигналов, описанных в референтном документе при визуальном определении или имеющихся в базе данных при машинном определении. Осуществление способов обеспечивает дополнительную защиту в течение двадцати лет и возможность оценки подлинности документов и изделий простыми техническими средствами.The invention relates to compositions for coating, namely, printing inks containing luminescent protective inks for the cryptographic protection of documents and products from fakes, to methods for their application, as well as to methods for verifying the authenticity of documents and products containing luminescent ink. Depending on the method of cryptographic protection, and / or the material of the product, and / or the method of applying a protective mark on the surface, luminescent inks contain various types and amounts of semiconductor nanocrystals, solvents, and surfactants. To verify the authenticity of documents and products containing a visible and / or invisible eye protective label, sources of visible or ultraviolet radiation are used, followed by identification of the fluorescent signals described in the reference document during visual determination or available in the database during machine determination. The implementation of the methods provides additional protection for twenty years and the ability to assess the authenticity of documents and products by simple technical means.

Недостатком описанного изобретения является то, что несмотря на заявленный срок защиты документов порядка 20 лет обычно полупроводниковые квантовые точки, получаемые путем химического синтеза, обладают достаточно низкой фотостабильностью. Это может приводить к быстрой деградации оптических свойств структур. Предлагаемое решение, связанное с использованием силиконовых компаундов, может привести к ограничению при использовании данного класса защитных меток. Кроме того, размеры рассматриваемых квантовых точек лежат в нанометровом диапазоне, что делает затрудненным их обнаружение без использования методов просвечивающей электронной микроскопии, которые не могут быть использованы для упрощенной верификации объектов.The disadvantage of the described invention is that despite the claimed document protection period of about 20 years, usually semiconductor quantum dots obtained by chemical synthesis have a fairly low photostability. This can lead to rapid degradation of the optical properties of structures. The proposed solution involving the use of silicone compounds may lead to a restriction when using this class of protective labels. In addition, the sizes of the quantum dots under consideration lie in the nanometer range, which makes it difficult to detect them without using transmission electron microscopy methods, which cannot be used for simplified verification of objects.

Патент РФ на изобретение №2503705 «Люминесцентные чернила для криптозащиты документов и изделий от подделок, способ их нанесения, а также способы контроля подлинности таких изделий» (МПК C09K 11/08, C09D 11/16, B44F 1/12, D21H 21/48, B82B 1/00, B82B 3/00, B82Y 40/00, B82Y 99/00, опубл. 10.01.2014 г.).RF patent for invention No. 2503705 “Luminescent ink for cryptographic protection of documents and products from counterfeits, the method of their application, as well as methods for verifying the authenticity of such products” (IPC C09K 11/08, C09D 11/16, B44F 1/12, D21H 21/48 , B82B 1/00, B82B 3/00, B82Y 40/00, B82Y 99/00, publ. 10.01.2014).

Изобретение описывает составы для нанесения покрытий, а именно типографские краски, содержащие люминесцентные защитные чернила для криптозащиты документов и изделий от подделок, способы их нанесения и способы контроля подлинности документов и изделий, на которые нанесены такие люминесцентные чернила.The invention describes coating compositions, namely, printing inks containing luminescent protective inks for cryptographic protection of documents and products from counterfeit, methods for their application and methods for checking the authenticity of documents and products on which such luminescent inks are applied.

Люминесцентные защитные чернила содержат растворитель и полупроводниковые нанокристаллы, диспергированные в кремнийорганическом соединении, состоящие из последовательно расположенных: полупроводникового ядра 1, первого 2 и второго 3 полупроводниковых слоев, а также внешнего 4 слоя, материал которого выбран из кремнийорганического полимера из ряда, включающего поли(аминоэтил)триметоксисилан, поли(метакрил)триэтоксисилан, поли(метил)триэтоксисилан, поли(меркаптоэтил)триметоксисилан, метил-фениловый полисилоксан, полиэтоксисилан (Фиг. 2). Полупроводниковые нанокристаллы испускают флуоресцентный сигнал в диапазоне длин волн флуоресценции от 400 до 3000 нм под действием источника света видимого или ультрафиолетового диапазона, относительный квантовый выход флуоресценции составляет не менее 80%. На основе люминесцентных защитных чернил изготавливают защитную метку, при помощи которой контролируют подлинность изделия простыми средствами. Обеспечивается дополнительная защита в течение двадцати лет.Luminescent protective inks contain a solvent and semiconductor nanocrystals dispersed in an organosilicon compound, consisting of sequentially arranged: semiconductor core 1, first 2 and second 3 semiconductor layers, as well as an outer 4 layer, the material of which is selected from an organosilicon polymer from a series including poly (aminoethyl ) trimethoxysilane, poly (methacryl) triethoxysilane, poly (methyl) triethoxysilane, poly (mercaptoethyl) trimethoxysilane, methyl phenyl polysiloxane, polyethoxysilane (Fig. 2). Semiconductor nanocrystals emit a fluorescence signal in the fluorescence wavelength range from 400 to 3000 nm under the influence of a visible or ultraviolet light source, the relative fluorescence quantum yield is not less than 80%. On the basis of luminescent protective ink, a protective mark is made, with the help of which the authenticity of the product is controlled by simple means. Provides additional protection for twenty years.

К недостаткам данного изобретения можно отнести пункты, перечисленные при анализе предыдущего патента.The disadvantages of this invention include the items listed in the analysis of the previous patent.

Патент РФ на изобретение №2530238 «Способ создания скрытых люминесцентных меток» (МПК G06K 7/10, B82B 1/00, опубл. 10.10.2014 г.).RF patent for invention No. 2530238 "Method for creating hidden luminescent labels" (IPC G06K 7/10, B82B 1/00, publ. 10.10.2014).

Изобретение относится к средствам маркировки изделий, в частности к изготовлению защитных меток, которые могут быть использованы для скрытой маркировки различных объектов с целью предотвращения неавторизованного производства этих объектов и упрощения процесса верификации их подлинности. Технический результат заключается в повышении степени защиты маркировки. Способ основан на внедрении квантовых наностержней в трековые поры полимерных мембран и заключается в создании фотоиндуцированной анизотропии люминесценции в слое наностержней. Для этого в линейно-поляризованном свете осуществляется селективное воздействие света определенной длины волны на часть наностержней, пространственная ориентация которых в образце совпадает с направлением электрического вектора света, воздействующего на образец. Таким образом, решается задача упрощения способа изготовления, расширения технологического подхода и снижения требований к точности контроля параметров скрытых меток с поляризационным контрастом в процессе их изготовления.The invention relates to means for marking products, in particular to the manufacture of protective labels that can be used for covert marking of various objects in order to prevent unauthorized production of these objects and simplify the process of verifying their authenticity. The technical result is to increase the degree of protection of the marking. The method is based on the introduction of quantum nanorods into the track pores of polymer membranes and consists in creating photoinduced anisotropy of luminescence in the layer of nanorods. For this, in linearly polarized light, a selective effect of light of a certain wavelength on a part of the nanorods is carried out, the spatial orientation of which in the sample coincides with the direction of the electric vector of light acting on the sample. Thus, the problem of simplifying the manufacturing method, expanding the technological approach and reducing the accuracy requirements for monitoring the parameters of hidden labels with polarizing contrast in the process of their manufacture is solved.

Недостатком описанного изобретения является не только разброс в параметрах пор и, как следствие, параметров нанострежней, но и проблемы, связанные с непосредственным формированием скрытых меток на основе данного типа сложных материалов.The disadvantage of the described invention is not only the spread in the parameters of the pores and, as a consequence, the parameters of the nanorods, but also the problems associated with the direct formation of hidden labels based on this type of complex materials.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является разработка нового способа для защиты документов, ценных бумаг и изделий.The problem solved by the present invention is the development of a new method for the protection of documents, securities and products.

Техническим результатом, позволяющим выполнить поставленную задачу, является повышение надежности защиты ценных бумаг, документов, материалов и различных изделий.The technical result that allows you to complete the task is to increase the reliability of protection of securities, documents, materials and various products.

Технический результат достигается за счет того, что в защищаемый документ, ценную бумагу или изделие вводят или наносят метку, в которой содержатся полупроводниковые нитевидные нанокристаллы с заданными параметрами, которые могут быть обнаружены с использованием различных детектирующих устройств. Предлагаемый способ базируется на том, что при изменении технологических параметров синтеза могут быть получены нитевидные нанокристаллы не только с определенными геометрическими размерами (длиной от сотен нанометров до десятков микрометров), что также позволяет варьировать степени защиты, но и разнообразными физическими свойствами. Широкий спектральный диапазон излучения ННК, который может быть получен путем варьирования используемых материалов - от ультрафиолетового до единиц терагерц, позволяет создавать метки с заранее определенными оптическими свойствами. В том числе возможна комбинация различных ННК в одной метке под разные спектральные диапазоны. Например, метку можно изготовить на основе GaN ННК, которые излучают в УФ спектральном диапазоне. В свою очередь, AlGaAs или InGaN - в видимом, а GaAs, InP или InAs ННК имеют особенности в ИК диапазоне. Синтез гетероструктур на основе ННК, т.е. комбинации материалов с различными запрещенными зонами, а также структур с комбинированной размерностью типа квантовые точки внутри ННК (например, GaAs квантовая точка в AlGaAs ННК), также предоставляет широкие перспективы для кодирования документов, при этом становится возможным создание уникальных степеней защиты под конкретный документ. Могут использоваться разные типы нитевидных нанокристаллов в одной защитной метке, что также повышает степень защиты. Непосредственный синтез ННК может быть осуществлен с помощью различных методик, таких как молекулярно-пучковая эпитаксия (МПЭ), газофазная эпитаксия из металлорганических соединений (ГФЭМО) и др. (см. Фиг. 1).The technical result is achieved due to the fact that in the protected document, security paper or product, a mark is inserted or applied, which contains semiconductor whisker nanocrystals with predetermined parameters that can be detected using various detecting devices. The proposed method is based on the fact that when changing the technological parameters of the synthesis, whisker nanocrystals can be obtained not only with certain geometric sizes (lengths from hundreds of nanometers to tens of micrometers), which also allows you to vary the degree of protection, but also a variety of physical properties. A wide spectral range of NW radiation, which can be obtained by varying the materials used - from ultraviolet to terahertz units, allows you to create labels with predetermined optical properties. Including a combination of different NWs in one label under different spectral ranges is possible. For example, a label can be made based on GaN NWs that emit in the UV spectral range. In turn, AlGaAs or InGaN are visible, while GaAs, InP, or InAs NWs have features in the IR range. Synthesis of heterostructures based on NWs, i.e. the combination of materials with different forbidden zones, as well as structures with a combined dimension such as quantum dots inside an NOC (for example, a GaAs quantum dot in an AlGaAs NOC), also provides broad prospects for coding documents, while it becomes possible to create unique degrees of protection for a particular document. Different types of whisker nanocrystals can be used in a single security label, which also increases the degree of protection. The direct synthesis of NWs can be carried out using various techniques, such as molecular beam epitaxy (MPE), gas phase epitaxy from organometallic compounds (HFEMO), etc. (see Fig. 1).

Следует отметить, что ННК могут быть выращены на полупроводниковых подложках, используемых многократно после специальных процедур обработки.It should be noted that NWCs can be grown on semiconductor substrates used repeatedly after special processing procedures.

Путем простейших операций, например с помощью метода ультрасонирования, ННК могут быть перенесены с подложек, на которой они были выращены, и помещены в раствор (см. Фиг. 2). На основе полученного раствора могут быть изготовлены специальные метки для защиты изделий, ценных бумаг и документов. Причем содержание в растворе ННК с разными физическими свойствами позволяет получить метки с повышенной степенью защиты объектов. Проверка подлинности документов, ценных бумаг и изделий может быть основана на использовании различных физических методик (оптических, рентгеновских и т.д.).By simple operations, for example using the ultrasonization method, NWCs can be transferred from the substrates on which they were grown and placed in a solution (see Fig. 2). Based on the resulting solution, special labels can be made to protect products, securities and documents. Moreover, the content in the solution of NWs with different physical properties allows you to get tags with a high degree of protection of objects. Verification of the authenticity of documents, securities and products can be based on the use of various physical techniques (optical, x-ray, etc.).

Фиг. 1 - схематично представленные этапы роста нитевидных кристаллов по механизму ПЖК. (а) - подготовка полупроводниковой подложки, (б) - нанесение тонкого слоя металла-катализатора (чаще всего золота), (в) формирование массива капель - зародышей роста путем термического отжига образца, (г) - начальный этап роста нитевидных кристаллов, (д) - нитевидные кристаллы, выращенные на полупроводниковой подложке.FIG. 1 - schematically presented stages of the growth of whiskers by the mechanism of fatty acids. (a) preparing a semiconductor substrate, (b) applying a thin layer of a metal catalyst (most often gold), (c) forming an array of droplets — growth nuclei by thermal annealing of the sample, (d) the initial stage of growth of whiskers, (d ) - whiskers grown on a semiconductor substrate.

Фиг. 2 - схема создания растворов с нитевидными нанокристаллами. (а) - подложка с синтезированными нитевидными нанокристаллами; (б) - раствор с помещенным образцом; (в) - раствор с нитевидными нанокристаллами после проведения процесса ультрасонирования и удаления подложки.FIG. 2 is a diagram of creating solutions with whisker nanocrystals. (a) a substrate with synthesized whisker nanocrystals; (b) a solution with a sample placed; (c) a solution with whisker nanocrystals after the process of ultrasonization and removal of the substrate.

Процесс формирования полупроводниковых ННК с использованием механизма «пар-жидкость-кристалл» (ПЖК) реализуется в два этапа. На первом этапе осуществляется подготовка подложки, включающая в себя очистку от естественного окисла, напыление буферного слоя и т.п. (Фиг. 1а).The process of forming semiconductor NWs using the mechanism of "vapor-liquid-crystal" (PZHK) is implemented in two stages. At the first stage, the preparation of the substrate is carried out, including purification from natural oxide, deposition of the buffer layer, etc. (Fig. 1a).

Затем на подготовленную подложку может быть произведено осаждение тонкой пленки металла катализатора (Фиг. 1б) для ее последующего термического отжига с целью создания массива капель эвтектического раствора из атомов катализатора и полупроводниковой подложки (Фиг. 1в). Массив капель может быть сформирован и без предварительного напыления тонкой пленки металла. Для этого достаточно осуществить осаждение атомов катализатора на нагретую подложку или использовать диспергированные частицы металлов. При этом важно, чтобы капли не смачивали поверхность, что является необходимым условием для нуклеации нитевидных кристаллов. Следует отметить, что диаметр ННК будет коррелировать с размером капель катализаторов роста. На последнем этапе происходит непосредственный рост нитевидных кристаллов (Фиг. 1г, д). Путем варьирования состава материалов во время формирования ННК можно получать ННК со встроенными квантовыми точками, радиальными и аксиальными p-n переходами и т.д, обладающими требуемыми геометрическими размерами, формой и физическими свойствами. При этом становится возможным создание уникальных степеней защиты под конкретный документ.Then, a thin film of the catalyst metal can be deposited onto the prepared substrate (Fig. 1b) for its subsequent thermal annealing in order to create an array of drops of the eutectic solution from the catalyst atoms and the semiconductor substrate (Fig. 1c). An array of droplets can also be formed without first spraying a thin film of metal. To do this, it is sufficient to carry out the deposition of catalyst atoms on a heated substrate or to use dispersed metal particles. It is important that the drops do not wet the surface, which is a necessary condition for the nucleation of whiskers. It should be noted that the diameter of the NWC will correlate with the size of the droplets of growth catalysts. At the last stage, there is a direct growth of whiskers (Fig. 1d, d). By varying the composition of materials during the formation of NWs, it is possible to obtain NWs with built-in quantum dots, radial and axial p-n junctions, etc., possessing the required geometric dimensions, shape, and physical properties. At the same time, it becomes possible to create unique degrees of protection for a specific document.

С помощью метода ультрасонирования ННК могут быть перенесены с подложек, на которой они были выращены, и помещены в раствор как деионизованной воды, так и этилового спирта (см. Фиг. 2).Using the ultrasonization method, NWs can be transferred from the substrates on which they were grown and placed in a solution of both deionized water and ethyl alcohol (see Fig. 2).

На основе полученного раствора могут быть изготовлены специальные метки для защиты изделий, ценных бумаг и документов. Смешивание растворов с нитевидными нанокристаллами, обладающими разными физическими (оптическими) свойствами, позволит многократно повысить степень защиты документов.Based on the resulting solution, special labels can be made to protect products, securities and documents. Mixing solutions with whisker nanocrystals with different physical (optical) properties will significantly increase the degree of protection of documents.

Claims (4)

1. Способ защиты документов, ценных бумаг и изделий с помощью полупроводниковых нитевидных нанокристаллов, заключающийся в том, что в защищаемый документ, ценную бумагу или изделие вводят или наносят метку, в которой содержатся полупроводниковые нитевидные нанокристаллы с заданными параметрами, которые могут быть обнаружены с использованием различных детектирующих устройств.1. A method of protecting documents, securities and products using semiconductor whisker nanocrystals, which consists in the fact that a security document, security paper or product is introduced or applied a label that contains semiconductor whisker nanocrystals with predetermined parameters that can be detected using various detecting devices. 2. Способ защиты документов, ценных бумаг и изделий с помощью полупроводниковых нитевидных нанокристаллов по п. 1, отличающийся тем, что при изменении технологических параметров синтеза могут быть получены нитевидные нанокристаллы с различными геометрическими размерами, длиной от сотен нанометров до десятков микрометров.2. A method for protecting documents, securities and products using semiconductor whisker nanocrystals according to claim 1, characterized in that when changing the technological parameters of the synthesis, whisker nanocrystals with various geometric sizes ranging from hundreds of nanometers to tens of micrometers can be obtained. 3. Способ защиты документов, ценных бумаг и изделий с помощью полупроводниковых нитевидных нанокристаллов по п. 1, отличающийся тем, что синтез гетероструктур на основе нитевидных нанокристаллов включает в себя комбинации материалов с различными запрещенными зонами, а также структур с комбинированной размерностью типа квантовые точки внутри нитевидных нанокристаллов.3. The method of protecting documents, securities and products using semiconductor whisker nanocrystals according to claim 1, characterized in that the synthesis of heterostructures based on whisker nanocrystals includes combinations of materials with various forbidden zones, as well as structures with a combined dimension such as quantum dots inside whisker nanocrystals. 4. Способ защиты документов, ценных бумаг и изделий с помощью полупроводниковых нитевидных нанокристаллов по п. 1, отличающийся тем, что используются разные типы нитевидных нанокристаллов в одной защитной метке.4. A method for protecting documents, securities and products using semiconductor whisker nanocrystals according to claim 1, characterized in that different types of whisker nanocrystals are used in one security label.
RU2015150470A 2015-11-25 2015-11-25 Method of protecting documents, securities or articles by using semiconductor filamentary nanocrystals RU2635212C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015150470A RU2635212C2 (en) 2015-11-25 2015-11-25 Method of protecting documents, securities or articles by using semiconductor filamentary nanocrystals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015150470A RU2635212C2 (en) 2015-11-25 2015-11-25 Method of protecting documents, securities or articles by using semiconductor filamentary nanocrystals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015150470A RU2015150470A (en) 2017-05-31
RU2635212C2 true RU2635212C2 (en) 2017-11-09

Family

ID=59031759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015150470A RU2635212C2 (en) 2015-11-25 2015-11-25 Method of protecting documents, securities or articles by using semiconductor filamentary nanocrystals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2635212C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040112964A1 (en) * 2002-09-30 2004-06-17 Nanosys, Inc. Applications of nano-enabled large area macroelectronic substrates incorporating nanowires and nanowire composites
RU2434293C1 (en) * 2010-10-21 2011-11-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Энергетические Технологии" Method for automated authentication of banknotes, bond paper and documents
US20130271265A1 (en) * 2011-07-27 2013-10-17 David Finn Capacitive coupling of an rfid tag with a touch screen device acting as a reader
US20150102105A1 (en) * 2012-06-26 2015-04-16 Arjowiggins Security Item comprising a barcode with an electromagnetic signature

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040112964A1 (en) * 2002-09-30 2004-06-17 Nanosys, Inc. Applications of nano-enabled large area macroelectronic substrates incorporating nanowires and nanowire composites
RU2434293C1 (en) * 2010-10-21 2011-11-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Энергетические Технологии" Method for automated authentication of banknotes, bond paper and documents
US20130271265A1 (en) * 2011-07-27 2013-10-17 David Finn Capacitive coupling of an rfid tag with a touch screen device acting as a reader
US20150102105A1 (en) * 2012-06-26 2015-04-16 Arjowiggins Security Item comprising a barcode with an electromagnetic signature

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015150470A (en) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11170190B2 (en) Dendritic structures and tags
JP5750514B2 (en) Gold and silver quantum clusters and methods for preparing and using them
Keller et al. Optical and structural properties of GaN nanopillar and nanostripe arrays with embedded InGaN∕ GaN multi-quantum wells
CN106460167A (en) Deposition process based on stencil mask and application to the fabrication of tags supporting multi-functional traceable codes
EP3911451B1 (en) Fabrication of physically unclonable security labels based on polymer thin films
CN111695658A (en) Anti-counterfeiting method based on PUF, PUF anti-counterfeiting label and preparation method thereof
Chen et al. Spontaneous formation of random wrinkles by atomic layer infiltration for anticounterfeiting
KR102424876B1 (en) Encryption method using chiral metal nanostructure
US9179542B2 (en) Articles containing non-visible identifying marks formed from nanomaterials and methods utilizing the same
RU2635212C2 (en) Method of protecting documents, securities or articles by using semiconductor filamentary nanocrystals
Lee et al. Graphene-based physically unclonable functions with dual source of randomness
Johansen et al. Nanotag luminescent fingerprint anti-counterfeiting technology
US9117763B1 (en) Quantum dots (QD) for semiconductor integrated circuit
Mohamed et al. Structural and optical properties of doped ZnO/SiO2 nanocomposite
Radziwon et al. Anti-counterfeit solution from organic semiconductor
CN113026350A (en) Preparation method and application of information modulation type anti-counterfeiting fiber
Taşcıoğlu Development of novel anticounterfeiting technologies using heavy metal free nanoparticles
Flynn et al. Plasmonic enhancement of photoluminescence from aluminium nitride
CN115985181A (en) Anti-counterfeit label and preparation method and application thereof
Kamaruddin et al. Effect of precursor concentration on the structural and optical properties of ZnO nanostructures

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171126