Современные банкноты имеют более 50 признаков, по которым их можно отличить от подделок. Это различные водяные знаки, голограммы, рельефные оттиски, люминесцентные печатные краски и многие другие особенности. Но создание такого большого количества степеней защиты очень усложняет процесс производства бумажных денег и делает его дорогим. В этой работе ученые из немецкого Института Макса Планка показали возможность снабжать банкноты ультратонкой электронной меткой. Подобная технология может не только обеспечить отслеживание и проверку банкнот на подлинность, но и сократить количество мер, принимаемых для обеспечения безопасности купюр. Важно при этом, чтобы процесс создания подобной защиты не повлек повреждения банкноты. Использовать для этого кремниевые интегральные схемы проблематично, потому что они слишком толстые (минимальная толщина 20 мкм), чтобы потом наносить их на банкноты. По-другому дело обстоит с органическими тонкопленочными транзисторами, которые могут быть получены на различных поверхностях, таких как фольга, волокна, бумага. В этой статье исследователи наносили слои оксида алюминия, золота и органических материалов непосредственно на поверхности банкноты и получали схему, состоящую из тонкопленочных транзисторов. При этом все это делалось без агрессивных химических веществ или высоких температур, которые могли бы повредить банкноты. Транзисторы имеют толщину менее 250 нм и могут эксплуатироваться при рабочем напряжении 3 В, получаемом от беспроводного источника питания.
Набор органических тонкопленочных транзисторов, сделанных на купюре в 5 евро, показан на рисунке 1. С использование разных органических полупроводников были получены транзисторы с каналами n-типа и p-типа. Для механической защиты и для защиты от окружающей среды на транзисторы напыляли слой органического материала из газовой фазы.
Для определения выходов и идентичности тонкопленочных транзисторов на купюре, были померены характеристики 100 транзисторов с одинаковой длиной (30 мкм) и шириной (100 мкм) канала. Из 100 резисторов функционируют 92. Вольт-амперные характеристики и распределение электрических параметров этих 92 функционирующих резисторов представлены на рисунке 3 a,b. Для того, чтобы выяснить, почему некоторые транзисторы работают недостаточно эффективно, авторы выбрали область размером 10х8 мм2, содержащую 100 транзисторов, и построили для них карту распределения подвижности носителей заряда (рисунок 3, с). Нерабочим считали транзистор, у которого подвижность меньше 0.05 см2*В-1*с-1, а соотношение тока включения и выключения меньше чем 3*103. Большая часть неработающих транзисторов находилась в одной области массива, поэтому авторы предположили, что низкая подвижность может быть связана с присутствием в этой области больших волокон материала банкноты. Действительно, на увеличенном изображении крупные волокна видны, но они также присутствуют и в нормально работающих транзисторах, а в неработающих иногда и отсутствуют (рисунок 4).
Таким образом, авторы показали возможность создания интегральной схемы на поверхности банкнот для электронной защиты денег от подделок. Но столкнулись с проблемой уменьшения количества работающих транзисторов, что может быть связано с микронеровностями рельефа банкноты.
