(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスのための一意の識別子を決定または生成する方法であって、前記デバイスは、量子力学的閉じ込めを呈するナノ構造、及び１つまたは複数のトンネルバリアを含み、前記方法は、
前記量子力学的閉じ込めに起因する前記デバイスの一意の電気的な量子力学的効果を電気的に測定するステップであって、前記測定は、前記１つまたは複数のトンネルバリアを通る電荷輸送に基づいている、測定するステップと、
前記一意の識別子を決定または生成するために前記測定を使用するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記測定は、前記デバイスの一意の量子力学的スペクトルを測定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記一意の識別子を生成するために前記測定を使用するステップは、前記測定の結果を前記一意の識別子として符号化および／または格納するステップを含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記方法は、前記デバイスの前記一意の量子力学的効果を変更し、したがって、前記デバイスのための新しい一意の識別子の提供を容易にするために、量子力学的閉じ込めを呈する前記デバイスを加熱するステップを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記加熱するステップは、専用のヒータを用いておよび／または前記デバイスに電流を通すことによって行われる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記方法の少なくとも一部は、量子力学的閉じ込めを呈する前記デバイスを備える、および／または前記デバイスと接続される、別のデバイスによって行われる請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
量子力学的閉じ込めを呈する前記デバイスの前記一意の識別子を使用して前記別のデバイスのための一意の識別子を決定または生成するために、少なくとも使用の際に、前記効果は、前記別のデバイスによって測定可能であるようになっている、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記別のデバイスは、前記一意の識別子を符号化および／または格納する、請求項６または請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記方法は、量子力学的閉じ込めを呈する前記デバイスの前記決定または生成される一意の識別子を、前記別のデバイスによって格納されおよび／または前記別のデバイス内に格納される１つまたは複数の識別子と比較するステップと、量子力学的閉じ込めを呈する前記デバイスの前記決定または生成される一意の識別子と前記１つまたは複数の格納される識別子とが同一である場合に、前記別のデバイスの或る機能を可能にするかまたは阻止するステップとを含む、請求項６〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
量子力学的閉じ込めを呈する前記デバイスは、少なくとも１次元で、少なくとも２次元で、または少なくとも３次元で、量子力学的閉じ込めを呈する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
量子力学的閉じ込めを呈する前記デバイスは、
共鳴トンネルダイオード、
ショットキーバリア、
グラフェンナノリボン、
層内の量子力学的閉じ込め、
リング内の量子力学的閉じ込め、
ドット内の量子力学的閉じ込め、
ドープＧａＡｓ構造内のＧａＳｂ量子リング、
または、
ドープＧａＡｓ構造内の、ＡｌＧａＡｓトンネルバリアを有するＧａＳｂ量子リング、
のうちの１つもしくは複数を備え、１つもしくは複数であり、および／または１つもしくは複数を提供する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１２】
デバイスの使用であって、前記デバイスは、量子力学的閉じ込めを呈するナノ構造、及び１つまたは複数のトンネルバリアを含み、前記使用は、
前記量子力学的閉じ込めに起因する前記デバイスの電気的に測定可能な一意の電気的な量子力学的効果から導かれるかまたは導くことが可能な一意の識別子を決定または生成するために前記デバイスを使用するステップであって、前記測定は、前記１つまたは複数のトンネルバリアを通る電荷輸送に基づいている、使用するステップを含む、使用。
【請求項１３】
第２のデバイスを備える、および／または前記第２のデバイスと接続される、第１のデバイス、を備える装置であって、
前記第２のデバイスは、量子力学的閉じ込めを呈するナノ構造、及び１つまたは複数のトンネルバリアを含むデバイスであり、前記第２のデバイスは、前記量子力学的閉じ込めに起因する電気的に測定可能な一意の電気的な量子力学的効果を有し、前記測定は、前記１つまたは複数のトンネルバリアを通る電荷輸送に基づいており、
前記第２のデバイスのための、したがって、前記第１のデバイスのための一意の識別子を決定または生成するために、少なくとも使用の際に、前記効果は、前記第１のデバイスによって電気的に測定可能であるようになっている、
装置。
【請求項１４】
前記第１のデバイスは集積回路であり、
前記第２のデバイスは前記集積回路の一部を形成し、
および／または、
前記第２のデバイスは、前記集積回路の１つのピンを前記集積回路の別のピンに接続する、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
一意の識別子の生成または決定デバイスであって、前記デバイスは、量子力学的閉じ込めを呈するナノ構造、及び１つまたは複数のトンネルバリアを含み、前記デバイスは、前記量子力学的閉じ込めの結果である電気的に測定可能な一意の電気的な量子力学的効果を有し、少なくとも使用の際に、前記効果は、一意の識別子を決定または生成するために電気的に測定可能になっており、前記測定は、前記１つまたは複数のトンネルバリアを通る電荷輸送に基づいている、
デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、デバイスのための一意の識別子の決定または生成に関し、そのデバイスは量子力学的閉じ込め（ｑｕａｎｔｕｍ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ）を呈する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレスセンサからモバイルＳＩＭ（加入者識別モジュール：ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  ｉｄｅｎｔｉｔｙ  ｍｏｄｕｌｅ）および車載ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット：ｅｎｇｉｎｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ）に及ぶ多くのシステムでは、それらの通信または類似物のセキュリティは、典型的にはローカルに格納される暗号鍵に基づく。セキュリティが強固であるためには、当技術分野で用いられる用語、一意性がこの暗号鍵で高いことは、もちろん重要である。これだけでなく、暗号技術を攻撃する可能性のある者がその鍵を複製することが難しいことも重要である。より実用的な面では、暗号鍵を提供するデバイスの物理的専有面積および電力消費量ができるだけ小さく、同時に作製コストが低いことも望ましい。その代わりにまたはそれに加えて、暗号鍵は一意の識別子として定義または説明される。
【０００３】
製造者などを離れる製品の一意の識別は、それら製品にタグ付けするかまたは指紋を作ることによって、具体的には、簡単に何度も読み取りできる、複製が難しい一意の（物理的な）関数を含むことによって、管理することができる。物理的（物理的（ｐｈｙｓｉｃａｌ）と称されることがある）複製困難関数（ＰＵＦ：ｐｈｙｓｉｃａｌｌｙ  ｕｎｃｌｏｎａｂｌｅ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）は、このような識別を行うことができる。
【０００４】
典型的には、物理的に複製困難な関数が、一般に巨視物理的な原理と解釈される事項に基づいて提供される。例えば、物理的に複製困難な関数は、異なる結晶間の水晶振動数の微細な変化、または異なるデバイスを構成する層の異なる厚さの結果として異なる、それら異なるデバイス間のキャパシタンス、または記憶セルの配列の異常（例えば、デッドセル）の特定に基づくことができる。これら手法が実際に機能するということに疑いはほとんどない。しかし、それにもかかわらずそれらは不利点を有する。これら不利点の主な理由は、一意の識別子の生成における巨視的効果の利用であることが分かった。例えば、このことは、識別子の一意性を限定するか、または何らかの手法で一意の識別子を測定するか、符号化するか、もしくはそうでなければ定義することを難しくする可能性がある。また、巨視的効果を用いると、一意の識別子の決定または生成における再現性および整合性が、場合によっては損なわれるか、または識別子を提供するデバイスに有意な空間もしくは電力消費を必要とすることがある。
【０００５】
本明細書で特定されるものであれ他の場所で特定されるものであれ、従来技術の少なくとも１つの不利点を少なくとも部分的に除去もしくは軽減すること、または従来技術に対する代替案を少なくとも提供することは、本発明の例示的な実施形態の例示的な一目的である。
【０００６】
本発明によれば、添付される特許請求の範囲に記載される装置および方法が提供される。本発明の他の特性は、従属請求項および以下の説明から明らかになる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、デバイスのための一意の識別子を決定または生成する方法であって、そのデバイスは量子力学的閉じ込めを呈し、その方法は：量子力学的閉じ込めに起因する、デバイスの一意の量子力学的効果を（例えば、電気的に）測定するステップと；一意の識別子を決定または生成するためにその測定を使用するステップとを含む、方法が提供される。
【０００８】
その測定は、デバイスの一意の量子力学的スペクトル（ｑｕａｎｔｕｍ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ）を測定するステップを含むことができる。
【０００９】
一意の識別子を生成するためにその測定を使用するステップは、その測定の結果を一意の識別子として符号化および／または格納するステップを含むことができる。
【００１０】
本方法は、デバイスの一意の量子力学的効果を変更し、したがって、デバイスのための新しい一意の識別子の提供を容易にするために、量子力学的閉じ込めを呈するデバイスを加熱するステップを含むことができる。
【００１１】
加熱するステップは、専用のヒータを用いておよび／またはデバイスに電流を通すことによって行うことができる。
【００１２】
本方法の少なくとも一部は、量子力学的閉じ込めを呈するそのデバイスを備えおよび／またはそのデバイスと（例えば、電気的および／または光学的に）接続される別のデバイスによって行うことができる。
【００１３】
量子力学的閉じ込めを呈するデバイスの一意の識別子を使用してその別のデバイスのための一意の識別子を決定または生成するために、少なくとも使用の際に、効果は、その別のデバイスによって測定可能であるようになっていることができる。
【００１４】
その別のデバイスは、一意の識別子を符号化および／または格納することができる。
【００１５】
本方法は、量子力学的閉じ込めを呈する決定または生成されるデバイスの一意の識別子を、その別のデバイスによって格納されおよび／またはその別のデバイス内に格納される１つまたは複数の識別子と比較するステップを含むことができる。本方法はさらに、量子力学的閉じ込めを呈するデバイスの決定または生成される一意の識別子と１つまたは複数の格納される識別子とが同一である（すなわち、一致する）場合に、その別のデバイスの或る機能を可能にするかまたは阻止するステップを含むことができる。
【００１６】
量子力学的閉じ込めを呈するデバイスは、少なくとも１次元で、少なくとも２次元で、または少なくとも３次元で、量子閉じ込めを呈することができる。
【００１７】
量子力学的閉じ込めを呈するデバイスは：１つまたは複数のトンネルバリア；共鳴トンネルダイオード；ショットキーバリア；グラフェンナノリボン；層内の量子力学的閉じ込め；リング内の量子力学的閉じ込め；ドット内の量子力学的閉じ込めのうちの１つもしくは複数を備え、１つもしくは複数であり、および／または１つもしくは複数を提供することができる。
【００１８】
量子力学的閉じ込めを呈するデバイスは：ドープＧａＡｓ構造内のＧａＳｂ量子（力学的）リング；または、ドープＧａＡｓ構造内の、ＡｌＧａＡｓトンネルバリアを有するＧａＳｂ量子（力学的）リングを備えることができる。
【００１９】
本発明の第２の態様によれば、デバイスの使用であって、そのデバイスは量子力学的閉じ込めを呈し、その使用は：量子力学的閉じ込めに起因するデバイスの、測定可能な、例えば、電気的な、一意の量子力学的効果（すなわち、例えば、電気的に測定可能な一意の量子力学的効果）から導かれるかまたは導くことが可能な一意の識別子を決定または生成するためにそのデバイスを使用するステップを含む、使用が提供される。
【００２０】
本発明の第３の態様によれば、第２のデバイスを備えおよび／または第２のデバイスと（例えば、電気的および／または光学的に）接続される、第１のデバイス；を備える装置であって：第２のデバイスは量子力学的閉じ込めを呈するデバイスであり、第２のデバイスは、量子力学的閉じ込めに起因する測定可能な、例えば、電気的な、一意の量子力学的効果（すなわち、電気的に測定可能な一意の量子力学的効果）を有し；第２のデバイスのための、したがって、第１のデバイスのための一意の識別子を決定または生成するために、少なくとも使用の際に、その効果は、第１のデバイスによって（例えば、電気的に）測定可能であるようになっている、装置が提供される。
【００２１】
第１のデバイスは集積回路とすることができ：第２のデバイスはその集積回路の一部を形成することができ；および／または第２のデバイスは、集積回路の１つのピンをその集積回路の別のピンに接続することができる。
【００２２】
疑義を回避するために、本発明のいずれか１つの態様に関して記載される１つまたは複数の特性は、本発明の別の態様のいずれか１つまたは複数の特性との交換または組み合わせが互いに相容れないと本開示の解釈から当業者によって理解されない限り、そのように組み合わせてまたはその代わりに用いることができる。例えば、より具体的には、本発明の方法の態様に関連して記載される任意の特性は、本発明の使用またはデバイスの態様に関連して記載される任意の特性の代わりにまたはそれと組み合わせて容易に用いることができる。
【００２３】
本発明をより良く理解するために、また本発明の実施形態をどのように実行に移すことができるかを示すために、ここで、一例として、添付の概略図を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】例示的な実施形態による共鳴トンネルダイオードのバンド構造およびモード動作を概略的に示す。
【図２】図１のデバイスの、理想化された量子力学的スペクトルを概略的に示す。
【図３】異なる２つの実デバイスから得られる量子力学スペクトルを示す。
【図４】実施形態による、量子力学的閉じ込めを呈するデバイスのワイヤフレームの斜視図を概略的に示す。
【図５】図４に示す、より一般的な概念の実装形態を概略的に示す。
【図６】図４に示す、より一般的な概念の実装形態を概略的に示す。
【図７】別の実施形態による別のデバイスを概略斜視図に示す。
【図８】別の実施形態による別のデバイスを概略平面図に示す。
【図９】例示的な実施形態によるさらに別のデバイスを概略平面図に示す。
【図１０】別の例示的な実施形態による、量子力学的閉じ込めを呈するデバイスを備える集積回路を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
上に言及したように、一意の識別子を決定または生成するための現行の方法に伴う課題の多くは、それら方法が巨視物理的な効果に基づくことである。本発明の例示的な実施形態によれば、従来技術の課題の少なくとも一部は、デバイスのための一意の識別子を決定および／または生成することによって克服できることが分かっており、そのデバイスは具体的には量子力学的閉じ込めを呈するデバイスである。本方法は、量子力学的閉じ込めに起因する、デバイスの一意の量子力学的効果を測定するステップを含む。さらに、そのときに、その測定は、デバイスのための一意の識別子を決定または生成するために用いられる。
【００２６】
本方法の量子力学性質により、典型的には、本方法に用いられるデバイスをより小さく、より低電力にすることが可能である。デバイスの作製も、概して、同様の巨視的方法に用いられるデバイスより安価になる可能性がある。しかし、本方法に用いられるデバイスの量子力学性質により識別子を特に一意にできることがおそらく最も重要である。このことは、具体的には、測定される量子力学的効果が１つまたは複数のスペクトル（例えば、１を超えるスペクトルの組み合わせもしくは畳み込み、または測定値もしくは１を超える別々のスペクトル）であるときの事例である。例えば、具体的には２以上の次元で量子力学的閉じ込めを呈するデバイスが、閉じ込めを呈するデバイス（またはその一部）の構造内にある電子または正孔の特定の閉じ込めエネルギーレベルの一意の測定可能なスペクトルを提供することができる。典型的には、構造のこの部分は、システム内の電子のドブロイ波長に対応する長さスケール以下の空間寸法を有する層、リング、ドットまたは他の構造形態であるナノ構造とすることができる。その原子配列、サイズおよび組成を含むこのようなナノ構造の物理的特性、ならびにその構造を通る場（例えば、ひずみ場、磁場および電場）の厳密な形態は全て、そのシステムに関するシュレディンガー方程式の解に従って、電荷担体が閉じ込められるエネルギーに効果を有することができる。当然のことながら、これら（場合によってはさらに多い）特性の全てを共有する２つのデバイスを作製することは事実上不可能であり、したがって、厳密に同一の２つのデバイスはない。したがって、閉じ込めの性質は同一ではなく、したがって、その閉じ込めの結果として２つの測定可能な量子力学的効果は同一にはならない。したがって、このようなデバイスのための測定可能な量子力学的効果は、そのデバイスのための一意の識別子として使用することができる。言い換えると、閉じ込め構造（または概略的には閉じ込め）が効率的かつ有効な、物理的（物理的（ｐｈｙｓｉｃａｌ）と称されることがある）複製困難関数（ＰＵＦ）を提供することが分かった。
【００２７】
ここで、図１から図１０を参照しながら、本発明の基礎となる原理および本発明の例示的な実装形態を単なる一例として説明する。図は、特定の縮尺で描いておらず、本発明の基礎となる原理および／またはその応用を理解するために単に図示を目的として提示する。
【００２８】
図１は、量子力学的閉じ込めを呈し、例示的な実施形態による一意の識別子を提供できる、共鳴トンネルダイオードのバンド構造を概略的に示す。
【００２９】
共鳴トンネルダイオードは、トンネルバリア４を形成する絶縁材４が設けられるドープ材料２を備える。トンネルバリア４は、電子８の量子力学的閉じ込めを呈するかまたは容易にするナノ構造６の両側に配置される。使用の際には、電子４は、ナノ構造６の一方の側にある電圧調整可能な伝導帯１０からナノ構造６の他方の側にある伝導帯１２まで、バリア４を通り抜ける。デバイスを通る電荷輸送は、特定の入力条件で、したがって、デバイスの共振の性質で起こる。
【００３０】
先に言及したように、ナノ構造６は、リングまたはドットなど特定の専用の構造とすることもできる。しかし、それに加えておよび／またはその代わりに、ナノ構造は単純に、デバイスのこの特定の部分は１つもしくは複数の次元であるかまたは１つもしくは複数の次元を有し、その結果、例えば特定のエネルギーレベル１４で量子力学的閉じ込めが起こることを含意することができる。すなわち、ナノ構造６はナノスケールの厚さを有する層とすることもできる。
【００３１】
特定の一例では、図１のデバイスのナノ構造６は（または他の実施形態では任意の他の適切なデバイスは）、金属ゲートを有する、ドープＧａＳｂ構造にＡｌＧａＡｓトンネルバリアが埋め込まれた、ＧａＳｂ正孔閉じ込め量子（力学的）リングとすることもできる。ＧａＡｓ内のＧａＳｂ量子（力学的）リングは、正孔に関して非常に深い閉じ込めポテンシャルを有し、その結果、デバイスに関する輸送スペクトルに明確なピークが多数生じることが最近示された。
【００３２】
図２は、先の段落で言及した、理想化された輸送スペクトルの例を示す。電圧に関する電流の微分を上昇する電圧に対して記入したものを示す。明確な一連のピークがスペクトル２０を形成することを理解することができる。ｄＩ／ｄＶのピークが測定される電圧は、直接的に、図１のデバイスのナノ構造において閉じ込められるエネルギーレベルに関する。さらに、これらエネルギーレベルは直接的に、ナノ構造の原子組成の一意の特性に関する。したがって、一意である構造は一意のスペクトルを提供し、そのスペクトルは、デバイスのための一意の識別子として働くことができる。例えば、任意の特定のデバイスに関するスペクトルを、符号化（すなわち、デジタル化またはそうでなければ記録）し、暗号技術などに用いることもできる一意に識別する鍵に変換することができる。
【００３３】
図２に示す例では、デバイスの一意の識別子またはデバイスのための一意の識別子を生成または決定するために、測定に電荷輸送を使用した。しかし、量子力学的に閉じ込められるエネルギーのレベルを測定できる他の手法には、容量電圧測定法、および光学的測定法が含まれる。例えば、光学的測定法の場合、発光強度は光子エネルギーの関数である。電荷輸送の測定方法、または何らかの手法で電荷輸送に依存する方法では、担体は電子または正孔とすることもできる。
【００３４】
電荷担体として正孔を使用することは有利な場合がある。ほとんどのＩＩＩ‐Ｖ半導体では、内部の正孔の有効質量が大きいので、最も低いエネルギーの価電子帯が「重い正孔（ｈｅａｖｙ  ｈｏｌｅ）」のバンドとして知られる。量子力学的閉じ込めでは、束縛状態の位置は質量と反比例し、したがって、このように質量が大きいと、所与のポテンシャル井戸に関してより束縛状態になる。ＧａＡｓ内のＧａＳｂリング／ドットの場合は、これら重い正孔に関するポテンシャル井戸は非常に深く、質量は非常に大きく、これは、閉じ込められるエネルギーのレベルが多数あることを意味する。このことから、非常に複雑であり特性の豊富なスペクトル、すなわち、非常に一意的なスペクトルが生じる。グラフェンを用いるような他のシステムでは、電子ではなく正孔を用いることに利点がないことや、または電子が好ましいことがある。
【００３５】
図３は、異なる２つの実デバイス；第１のデバイス３０および第２のデバイス３２に関する光学的に測定されたスペクトルを示す。これらの例のスペクトル３０、３２は、（光学的出力を表す）任意の信号レベルＳに対して、入力エネルギーＥの関数として示される。各デバイス３０、３２は、１つまたは複数の量子力学ドットの形態のナノ構造を少なくとも１つ有する。図２に示すスペクトル３０、３２は、それぞれのデバイスの各量子力学ドットからのスペクトルの畳み込みの結果である。異なるスペクトルの畳み込みにより、結果として生じる識別子が、例えば単一のスペクトルより一意になる（例えば、コピーがより難しくなるか、またはより高度な暗号化と等価になる）。
【００３６】
図４は、例示的な実施形態に従って使用できるデバイス構造４０のワイヤフレームの概略斜視図を示す。この特定の例では、デバイス構造４０は、３次元の量子力学的閉じ込めを呈するナノ構造４４の両側に配置されるトンネルバリア４２を備える。構造４０の他の部分はこのような３次元の量子閉じ込めを呈しないことに留意されたい。他の例では、ナノ構造４４は、２次元または１次元でのみ量子力学的閉じ込めを呈することもできる。しかし、量子力学的閉じ込めがより高い次元になると、１つまたは複数のスペクトルが、さらに一意になる（例えば、コピーがより難しくなるか、またはより高度な暗号化と等価になる）可能性が高くなり、生成できる識別子の一意性を高める。この例では、ナノ構造４４は、例えば、量子力学ドットまたは類似物の形態をとることができる。
【００３７】
図４の略図より詳細であり現実的な実装形態が、例えば、図５および図６の異なる例に示すような様々な形態をとることができる。
【００３８】
図５では、デバイスは、正および負の（典型的には金属の）接触部５０、５２を備えるように示される。より詳細なデバイス構造はドープ材料５６内に配置されるナノ構造５４を備える。絶縁材５８の形態のトンネルバリアが、ナノ構造５４の両側に配置され、やはりドープ材料５６内に配置される。
【００３９】
図６は、やはり正および負の金属接触部６０、６２を備える別の例を示す。この例では、ナノ構造６４はトンネルバリアを形成する絶縁材６６内に配置される。ドープ材料６８はその絶縁材６６の両側に配置される。
【００４０】
図７および図８はそれぞれ、別のデバイスの斜視図および平面図を示す。このデバイスでは、先に説明したＧａＳｂ量子力学リングなどの量子力学リングの形態を任意選択でとることができるナノ構造７０は、半絶縁性のドープ半導体７２の表面上にまたはその近くに配置される。金属ゲート７４はショットキーバリアを形成する。閉じ込めの性質、および結果として生じるスペクトルは、原則的には、すでに図２および図３に示したスペクトルと同一にすることができる。
【００４１】
図９は別のデバイスを概略的に示す。このデバイスでは、ナノ構造は、絶縁物質８２上のグラフェン（ナノ）リボン８０の形態をとる。リボン８０は金属接触部８４同士を接続する。この例では、量子力学的閉じ込めは、リボン８０の縁部の厳密な形状によって、および／またはリボンがどの程度平坦であるかによって、および／または偶然リボンに結合された何らかの不純物原子の存在によって定義される。ここでも、特性のこの組み合わせは、構築される各デバイスに一意である可能性が圧倒的に高く、つまり、構築される各デバイスは、例えば、上ですでに論じた種類のスペクトルによって識別されるかまたはそれらスペクトルから抽出されるような、それに関連付けられる一意の識別子（すなわち指紋）を有する。
【００４２】
図１０は一意の識別子の使用のための応用例を示す。図１０は集積回路９０の形態の第１のデバイスを示す。集積回路９０は、例えば回路の他の部分に接続するためのピン９２を備える。図１０は特定の２つのピン９４、９６の拡大図も示す。例えば先に説明したように、量子力学的閉じ込めを呈するデバイス９８または構造がそれらピン９４、９６を接続する。ピン９４、９６は、厳密な実装形態の詳細に応じて、デバイス９８の一部を形成するかまたはデバイス９８とは別個とすることができる。
【００４３】
使用の際には、第１のデバイス９０は、それ自体のための一意の識別子を、量子力学的閉じ込めを呈するデバイス９８の一意の特性によって生成するために使用することができる。その代わりにおよび／またはそれに加えて、第１のデバイス９０は、１つまたは複数の識別子を備えるかまたは格納することができ、それら１つまたは複数の格納される識別子を、量子力学的閉じ込めを呈するデバイス９８の決定された一意の識別子と比較する（すなわち、チェックする）ことができる。このように、量子力学的閉じ込めを呈するデバイス９８の一意の識別子の一意の性質は、第２のデバイス９８を備える第１のデバイス９０に一意の識別子を提供し、および／またはクロスチェックを行うなど、いくつかの手法で使用することができる。第１のデバイスの或る機能は、クロスチェックが成功するかまたは失敗するかに応じて、可能にするかまたは阻止することができる。
【００４４】
もちろん、図１０に示すデバイスは単なる一例であり、有用な用途を単に強調するものにすぎない。例えば、別の例では、第１のデバイスおよび第２のデバイスは、セキュリティおよび／または暗号技術のための一意の識別子の使用が重要な他の装置、例えば、携帯電話または他のデバイス（例えば、通信デバイス、格納デバイスまたは他の任意の適切なデバイス）の一部を形成することができる。また、図１０は、量子力学的閉じ込めを呈するデバイスまたは構造が、集積回路の接続ピン間またはブリッジピン間に配置されるところを示す。別の例では、デバイスは、単純に、別の関数を有することができる別の回路の一部としてより概略的に説明することもできる。
【００４５】
上で説明したように、量子力学的閉じ込めに起因する量子力学的効果は、量子閉じ込めが１を超える次元であるとき、および／または閉じ込めが、単一の層などのより単純な条件に対して、より複雑なナノ構造、例えば、複数の量子力学ドットもしくは量子力学リングに起因するときに、「より一意になる（ｍｏｒｅ  ｕｎｉｑｕｅ）」（例えば、コピーがより難しくなるか、または高度な暗号化と等価になる）。しかし、閉じ込めの一意性、および結果として生じる量子力学スペクトルまたは他の測定可能な効果は、測定が行われる手法および／または結果が記録される手法によって、少なくとも部分的に損なわれることがある。例えば、解像度または測定の詳細が不十分な場合は、これは、同じではない２つのデバイス同士を区別できなくなることを意味することがある。すなわち、生成される「一意の（ｕｎｉｑｕｅ）」識別子（すなわち指紋）に関しては測定がどのように行われる／記録されるか次第で、別々の一意のデバイスに対しこれが同一になることもあり得よう。したがって、測定が行われ記録される手法は、一意の識別子の生成において重要な部分を果たすこともある。例えば、測定は、必要なセキュリティレベルに応じてより高い精度またはより低い精度で符号化することができる。例えば、概略的な例では、低レベルのセキュリティ識別子は８ビット以下を用いて符号化することができ、ずっと高いレベルのセキュリティ識別子は１２８ビットなどを用いて符号化することができる。
【００４６】
符号化は、単独のまたは組み合わせたいくつかの特性のうちのいずれか１つに基づくことができ、識別されたある一定の閾値、ピークまたはトラフに、さらにプロットまたはピーク形状、勾配または傾向に基づくこともできる。
【００４７】
一意の識別子の生成（例えば、確立）または決定（例えば、チェック）がセキュリティおよび暗号技術などには重要であることが明らかであろう。この一意の識別子が一定のままであり、したがって、セキュリティが維持されることも重要である。しかし、例えばセキュリティ要件に変更があるときに、一意の識別子を時々変更することが有用な場合がある。一意の識別子を生成するために巨視物理的な効果に頼ると、巨視物理的な特性の一意の性質を簡単に変更することが非常に難しくなるかまたはそれどころか不可能になる。しかし、これは、量子力学的効果を用いたときの事例ではない。例えば、デバイスのうちの量子力学的閉じ込めを呈する部分をある一定の温度以上に単純に加熱（例えば、アニーリング）することは、デバイスのその部分の一意の閉じ込め特性を、さらに、結果として生じる測定可能な量子力学的効果（例えば、スペクトル）を変更するのに十分な範囲まで、原子より小さい構造を変更するのに十分であり得る。例えば、ＧａＳｂには、約４００℃の温度が必要とされる可能性があり、その温度は構造がナノスケールであれば容易に実現できる。しかし、それら条件および識別子／指紋が安定しているが変更可能な限り、一意の識別子／指紋につながる一意の組の条件が不揮発性であり半永久的であることに留意することが重要である。
【００４８】
専用のヒータ（例えば、デバイス上またはデバイス中を通るワイヤまたはトレーサ）を使用することによって、および／または量子力学的閉じ込めを呈するデバイスもしくはその一部に電流を流すことによって、加熱を実現することができる。
【００４９】
現実的な例では、識別子を格納するかまたは識別子を備える第１のデバイスが、この識別子を、量子力学的閉じ込めを呈するデバイスを用いて生成または決定される識別子とクロスチェックすることができ、そのデバイスはその量子力学デバイスと接続（例えば、通信接続および／または測定可能な接続）状態にある。第１のデバイスは、このクロスチェックが成功するときに機能するかまたは完全に機能することができる。このクロスチェックは、先に記載したように、量子力学的閉じ込めを呈するデバイスの加熱によって意図的に失敗させることができる。そのときに、これは、第１のデバイスが全く機能しないようにすることができるか、または完全に機能することを妨げることができる。これは、例えば、デバイスが損傷されるかまたは盗まれたときに有用なことがある。第１のデバイスまたは量子力学デバイスに信号または類似物を送信して量子力学的閉じ込めを呈するデバイス／その一部の加熱を引き起こし、そのデバイスを使用して生成または決定できる一意の識別子を変更することもできる。そのときに、これは、量子力学デバイスを備えるかまたは量子力学デバイスと接続される第１のデバイスが、適切に機能することを妨げるか、または全く機能しないようにする。
【００５０】
測定可能な電気的な量子力学的効果の使用、または一意の量子力学的効果を電気的に測定すること（異なる視点から同一の機能と定義される可能性がある）は、例えば、光学的な特性および／または測定よりも有利な場合がある。電気ベースの手法を用いると、例えば、チップ上に、または電気回路もしくは電気デバイス内にもしくはその一部として、一意の識別子の単純で迅速で有効な決定および／または生成が可能になる。対照的に、光学的な技法は、より複雑な装備、またはコスト、複雑さ、重量などを追加する可能性があるより多くの構成要素を必要とする可能性がある。
【００５１】
いくつかの好ましい実施形態を提示および説明してきたが、添付の特許請求の範囲に定義されるような本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更および修正が行われる可能性があることが当業者には理解されるであろう。
【００５２】
本願に関連して本明細書と同時にまたは本明細書より前に出願され、本明細書について公衆の閲覧に付された全ての文書および文献に関心が向けられ、全てのこのような文書および文献の内容は本明細書に援用される。
【００５３】
（添付の特許請求の範囲、要約書および図面を含む）本明細書に開示された特性の全ておよび／またはそのように開示された方法またはプロセスのステップの全てが、このような特性および／またはステップの少なくとも一部が互いに相容れない組み合わせを除く任意の組み合わせになるように組み合わせることができる。
【００５４】
別段の明白な言明がない限り、（添付の特許請求の範囲、要約書および図面を含む）本明細書に開示された各特性の代わりに、同一、等価または同様の目的を果たす代替の特性を用いることができる。このように、別段の明白な言明がない限り、開示された各特性は、一般的な一連の等価または同様の特性の単なる一例である。
【００５５】
本発明は前述の（１つまたは複数の）実施形態の詳細に限定されない。本発明は、（添付の特許請求の範囲、要約書および図面を含む）本明細書に開示された特性の任意の新規の特性もしくは任意の新規の組み合わせ、またはそのように開示された方法もしくはプロセスのステップの任意の新規のステップもしくは任意の新規の組み合わせに及ぶ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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