Fe2O3是一种典型的氧化物半导体光电极材料，廉价、在水溶液中具有很好抗光腐蚀能力、无（低）毒性，太阳光利用率可达到40%。然而其短的空穴扩散距离、间接带隙、较高的电阻、相对于水还原制氢电势较正的导带位置，制约了Fe2O3光转换效率提高与实际应用。掺杂纳米结构的尺寸、高活性表面效应，增强了Fe2O3的光转换效率，为其光电化学性能的提升提供了机遇。本项目旨在发展一种基于液相激光熔蚀新的制备组装技术，高质量、可重复构筑掺杂氧化铁纳米结构；基于单个掺杂纳米结构的精细表征与分析，诠释特定掺杂的类型、占位，及掺杂引起的晶格畸变、近邻配位结构变化特征，在原子尺度上确立氧化铁中掺杂离子的相关科学事实；在光电化学性能、光催化活性测试评估的基础上，揭示掺杂、纳米结构化（如形貌、尺寸、表面等效应）对氧化铁光活性行为影响的物理机制与规律。截至项目结题，项目组通过普适性的液相激光熔蚀-水热反应相结合的新型掺杂技术实现了Ge，Si，Mn，Sn，Ti五种杂质原子的有效掺杂。项目开展了参杂结构的光电化学性能测试，发现载流子密度和α-Fe2O3的纳米结构相互影响着α-Fe2O3纳米晶光电化学性能。项目的顺利施行，不仅引领了LAL技术应用领域的前沿创新，而且增加了人们关于纳米尺度下材料生长的物理学、材料学知识，为新型功能纳米结构合成的理论设计提供了翔实的科学依据。