在离子氧化物中，经常观察到的掺杂偏析对工程材料和器件非常有用。然而，由于离子迁移的驱动力较差或存在大量晶界，掺杂剂大多局限在纳米级尺度内。基于此，日本神户大学Takashi Tachikawa（通讯作者）等人报道了核-壳异质结构是通过在空气中相对较低的温度下对金属掺杂的赤铁矿（α-Fe2O3）介质晶的一步热退火处理，通过定向自偏析形成的。在文中，作者提出了基于介质晶（MC）的掺杂剂分离，有效地修饰α-Fe2O3 MC的表面，以实现高效和选择性的太阳能驱动H2O2生产。赤铁矿（α-Fe2O3）含量丰富，具有良好的稳定性和适合阳光吸收的带隙（~2.1 eV），并且被广泛研究用于太阳能驱动的水氧化以获得O2，但是没有报道α-Fe2O3基光阳极用于水氧化获取H2O2。在介质晶内部纳米晶亚基之间的高度有序界面的烧结消除了晶界，在块体中留下大量的氧空位，从而导致掺杂剂（约90%）在外表面有效分离，以形成氧化物覆盖层。基于含锡（Sn）和钛（Ti）掺杂氧化物覆盖层的α-Fe2O3介质晶优化光阳极实现了光电化学H2O2生产的高活性（~0.8 μmol min-1 cm-2）和选择性（~90%），为提出的概念提供了广泛的应用。Binary dopant segregation enables hematite-based heterostructures for highly efficient solar H2O2 synthesis. Nat. Commun., 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-28944-y.https://doi.org/10.1038/s41467-022-28944-y.
