金刚石是一种性能优异的宽禁带半导体。近年来，采用金刚石的二维空穴气制作场效应晶体管器件的研究越来越多。在采用氢终端的金刚石表面沉积绝缘层后，即可获得此类器件。但是，如果绝缘层与金刚石表面以共价键结合，那么将对电学性能产生不利影响。金刚石电子器件的性能受绝缘层/金刚石界面原子排列缺陷的影响，然而检测这些处于界面区域的原子级尺寸缺陷却十分困难。近期，日本近畿大学 Mami N. Fujii 研究团队发展了一种光电子能谱全息成像检测技术，可观察界面区域的原子排列及结构。

绝缘体/半导体界面结构是影响电子器件性能的关键因素，因此研究界面缺陷起源具有重要的意义。然而，使用传统技术手段很难分析位于绝缘层下部的界面原子排列结构。在本文中，研究人员使用光电子能谱全息成像检测技术分析并揭示了非晶氧化铝和金刚石之间的界面原子及排列结构，发现界面区域内的氢终端金刚石表面主要是由连接两个二聚体的三维 C−O−Al−O−C 桥结构组成。结果表明，光电子能谱全息成像检测技术可以用来揭示晶态和非晶态材料中间界面的三维原子结构。研究人员还发现源于 C−O 键的光电子强度与界面缺陷密度密切相关。本文中关于三维原子结构的分析技术将有助于进一步推进非晶态/晶态界面的研究。