离子型氧化物材料中经常容易发生掺杂偏析现象，这种偏析有助于改善材料和器件性能。但是由于离子移动的驱动力非常弱、由于存在较多的晶界，掺杂剂通常只能够在纳米区间内实现分布。

有鉴于此，日本神户大学Takashi Tachikawa等报道在低温空气一步煅烧掺杂金属的氧化铁介晶，通过掺杂元素的定向自偏析（oriented self-segregation）构建表层Sn、Ti双元素富集的核壳结构。

本文要点：

（1）

通过煅烧介晶中排列一致的纳米晶，能够避免煅烧过程中形成晶界，在块体晶体内部形成大量氧空位。通过这种处理方式实现高效率的掺杂剂偏析型分布，~90 %的掺杂剂分布在Fe₂O₃的外表面形成一层覆盖层结构。

（2）

基于这种煅烧方法得到的含有Sn和Ti掺杂覆盖层的氧化铁介晶光阳极在光电化学合成H₂O₂的反应中，实现了较高的催化反应速率（~0.8 μmol min^-1 cm^-2）和H₂O₂选择性（~90 %）。

参考文献

Zhang, Z., Tsuchimochi, T., Ina, T. et al. Binary dopant segregation enables hematite-based heterostructures for highly efficient solar H₂O₂ synthesis. Nat Commun 13, 1499 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-28944-y

https://www.nature.com/articles/s41467-022-28944-y