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近日，美国俄亥俄州立大学与芝加哥大学普利兹克分子工程学院的研究人员提出晶体位错可作为构建量子互连器件的潜在功能单元。在这项理论研究中，他们利用先进的第一性原理模拟了金刚石中氮-空位（NV）色心与晶体位错之间的相互作用机制。结果显示，NV色心在位错附近具有能量上的稳定性倾向，即更易在位错区域形成和聚集。更为关键的是，处于位错核心邻近区域的多数NV色心仍可保持所需的电荷态与自旋态，并保持有效的光学循环。研究表明，位错结构不仅不会破坏NV色心的量子特性，在特定条件下还可能对其性能产生积极影响。相关研究成果已于日前发表在《npj Computational Materials》期刊。