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Public, hidden, and forensic features either encoded or directly legible are used for authentication. Fabry-Perot layer stacks as information carriers in combination with imaging ellipsometry as optical read-out system provide all-in-one anti-counterfeiting capability that may establish the new security level 'encoded forensic'. Different layer designs are described with regard to all three security levels: public features (e.g. color and tilt effect) perceptible by the human eye, hidden features (e.g. spectroscopic response in the UV or IR), and forensic features (ellipsometric quantities Ψ and Δ as a function of wavelength λ and angle of incidence AOI). Physically uncloneable functions (PUF) could be realized as a result of a multi-material and a multi-parameter deposition approach as well as by means of specific design features of the Fabry-Perot layer stack. Hence, they are not subject to any reverse engineering strategies. Examples of stratified, micro-structured, and laser-modified Fabry-Perot layer systems are considered that may be used at all perception levels (e.g. human eye, bar code reader, and imaging ellipsometry) for authentication against product counterfeiting and related areas. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Zur Authentifizierung werden offene, versteckte und forensische Merkmale entweder codiert oder direkt auslesbar verwendet. Mit Fabry-Perot Schichtsystemen als Informationsträger in Kombination mit der abbildenden Ellipsometrie als optischem Auslesesystem steht ein 'all-in-one' Fälschungsschutz-System zur Verfügung, das ein neues Sicherheitsniveau 'kodiert-forensisch' darstellt. Es werden unterschiedliche Schichtdesigns beschrieben, mit denen alle drei Sicherheitsniveaus realisiert werden können: offene Merkmale (z.B. Farbe und Kippeffekt), die mit dem menschlichen Auge wahrnehmbar sind, versteckte Merkmale (z.B. die spektrale Antwort im Sichtbaren oder im IR) sowie forensische Merkmale (ellipsometrische Größen Ψ und Δ als Funktion der Wellenlänge λ und des Einfallswinkels AOI).
Physikalisch nicht klonbare Funktionen (PUF) können im Ergebnis einer Multi-Material- und Multi-Parameter Beschichtungsstrategie sowie durch spezifische Design-Merkmale des Fabry-Perot Schichtsystems realisiert werden. Folglich sind solche Schichtsysteme dem 'reverse engineering' nicht zugänglich. Es werden Beispiele für lateral ausgedehnte, mikrostrukturierte und Laser modifizierte Schichtsysteme auf verschiedenen Ausleseniveaus (menschliches Auge, Barcode-Lesegerät, abbildendes Ellipsometer) vorgestellt, die zur Authentifizierung von Produkten und verwandte Gebiete geeignet sind.
The applicability of polymer-metal composites is mainly determined by the durability of the adhesive strength between both components. Aluminium (Al) deposited on polypropylene (PP) exemplifies different options of interface design. By deposition of plasma polymers on PP the effect of the type of the functionality was investigated. Spacer insertion was accomplished to position the functional group away from the topmost surface. A further kind of interface design involved a partial condensation of functional groups. Hydroxyl and carboxyl groups were most effective to improve adhesion in Al-PP systems. Approximately 7-10 carboxyl or 25-27 hydroxyl groups per 100 C atoms were necessary to increase the peel strength up to ~700 N/m. In this range, the failure of the composite propagated along the interface Al-tape (no peeling of the metal). Spacer molecules between surface and functional groups provoked the effect that the number of needed functional groups for maximum adhesion was strongly reduced. Linking of the functional groups resulted in non-peelable Al-PP laminates. Two adhesion tests were applied - the peel test and the centrifuge technology. For PP foils modified with chemically bonded and additionally linked silanol groups (no peeling) an adhesive strength of (2.5 ± 0.2) N/mm² was determined by centrifuge technology. XPS inspection of both fracture surfaces indicated a sub-surface failure in the polymer.
Technische Oberflächen - im Anlieferungszustand oder modifiziert — werden hinsichtlich topographischer und energetischer Merkmale in der Abweichung von der »idealen « Oberfläche beschrieben. Die Topographie wird dabei durchgehend vom Makro- über den Mikro- bis in den Nano-Bereich mit den Methoden Streifenlichtprojektion (FP), Lichtmikroskopie (LM), mechanischem Tastschnitt (MS), Weißliehtinterferenzraikroskopie (WLIM), Rasterelektronen- (SEM) und Rasterkraftmikroskopie (AFM) erfasst. Replika-Verfahren ermöglichen dabei auch die indirekte Erfassung der Topographie an Bauteilen. Zur makroskopischen Bestimmung der Oberflächenenergie werden Randwinkelmessungen nach der Tropfen- bzw. der Plattenmethode herangezogen. Im Fokus stehen Materialien der Steriltechnik (Edelstahl, Emaille, PTFE), Passivschichten, Beschichtungen (Si02, a-C:H) und mikrostrukturierte Modelloberflächen (Silizium). Neben Standardisierungsaspekten (Mikro- vs, Nano-Rauheit) ist die Wechselwirkung der Oberflächen mit Partikeln (Haftung) von immanenter Bedeutung. Dabei sind Größe, Form und Plastizität der Partikel im Kontext mit der Oberflächentopographie zu betrachten.