물리적 복제 방지 기술 (physically unclonable function, PUF)은 소자의 제작 과정에서 무작위적으로 발생하는 특성의 편차 또는 재료 내부의 물리적/화학적 과정에 의해 형성되는 무질서한 패턴 등을 위조 방지 및 인증 기능의 구현에 활용하는 기술이다. 그래핀은 단일 원자층 두께로 인한 다양한 플랫폼으로의 전사 용이성, 형상 또는 두께의 무질서도를 증가시키는 다양한 메커니즘, 그리고 고유한 물리적/화학적 특성들 등으로 인해 PUF 태그의 제작에 적합한 재료이다. 본 연구에서는 구리 호일 표면 위에 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD) 된 그래핀에 형성되는 adlayer의 수밀도, 분포의 무질서도, 그리고 형태의 복잡도가 극대화되는 공정 조건을 탐색하고 그 결과를 그래핀 기반 PUF 태그의 제작과 보안성 향상에 활용하였다. Adlayer의 수밀도와 크기는 그래핀이 성장되는 호일 표면의 표면 거칠기가 높고 산화 정도가 낮은 호일 표면에 성장되었을 때 크게 증가하는 것으로 확인되었으며 이것이 해당 호일 표면에서는 상대적으로 활성 탄소 종의 농도가 높아지고 adlayer의 식각이 억제된다는 점에서 기인함을 제시하였다. 합성 온도와 메탄의 분압 등의 저압 CVD 공정 조건을 최적화하여 adlayer 수밀도를 극대화함으로써 256-bit 길이의 디지털 인증 키의 인코딩 용량을 8.23 x 1062까지 증가시켰다. 상대적으로 adlayer의 수밀도가 적고 크기가 큰 것으로 확인된 상압 CVD 그래핀의 경우, 보다 다양한 층수와 식각 구멍 등을 포함하도록 합성 공정을 제어함으로써 adlayer 형태의 복잡도를 증가시켜 PUF 태그의 제작에 적합하도록 하였다. 그러한 그래핀에 고분자 박막의 dewetting 패턴을 형성하고 이를 마스크로 활용하여 산소 플라즈마 식각을 진행해 형태의 복잡도, 분포의 무질서도, 그리고 층수의 불균일도가 높은 그래핀 island 패턴을 제작하였다. 해당 패턴의 라만 스펙트럼에서 나타나는 층수 의존적인 2D band의 위치를 기준으로 다색의 mapping 이미지를 형성하고 각 색상 영역이 개별적으로 인증 과정에 활용될 수 있어 보안성을 향상시킬 수 있음을 Oriented FAST and Rotated BRIEF (ORB) feature matching 알고리즘을 적용해 증명하였다.