PHYSICS

Multilevel physical unclonable function based on silver nanostructures randomly integrated into the crystalline silicon wafer

[Многоуровневая физически неклонируемая функция, основанная на наноструктурах из серебра, случайным образом интегрированных в кристаллическую кремниевую пластину]

M. V. Fedorova^a, E. A. Petrova^a, A. O. Larin^a, M. P. Sandomirskii^a, A. A. Ermina^b, S. I. Pavlov^b, Yu. A. Zharova^b, D. V. Permyakov^a, V. V. Yaroshenko^a, D. A. Zuev<sup>a

a</sup> School of Physics and Engineering, Faculty of Physics, ITMO University, St. Petersburg, Russia
^b Ioffe Institute, 194021, St. Petersburg, Russia

Аннотация: В этой статье представлена оптическая физически неклонируемая функция (ФНФ), основанная на серебряных (Ag) наноструктурах, случайным образом сформированных на кристаллической кремниевой (Si) пластине путем гальванического смещения и термического отжига. В результате этого процесса образуются наноструктуры со стохастическим пространственным распределением и морфологией, что приводит к непредсказуемым нелинейным оптическим характеристикам. Гибридный интерфейс Ag–Si создает два независимых сигнала: фотолюминесценцию (ФЛ) и генерацию второй гармоники (ГВГ). Пространственные карты ФЛ и ГВГ были бинаризованы и проанализированы с использованием стандартных показателей ФНФ. ГВГ продемонстрировала более высокую энтропию и более сбалансированное распределение битов, что делает ее предпочтительным каналом кодирования, в то время как ФЛ обеспечивает дополнительный уровень верификации. Метод изготовления является масштабируемым, не требует литографии и совместим со стандартными методами изготовления.

Ключевые слова: серебряные наноструктуры; кремний; ГВГ; фотолюминесценция; физическая неклонируемая функция.

Поступила в редакцию: 07.11.2025
Исправленный вариант: 19.11.2025
Принята в печать: 20.11.2025

Язык публикации: английский

DOI: 10.17586/2220-8054-2025-16-6-785-790