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稀土离子掺杂剂的光学跃迁窄化特性使其成为探测周围环境的灵敏探针。该研究团队通过测量Er³⁺掺杂剂的光学跃迁，首次确定了Gd₂SiO₅（稀土掺杂剂量子应用的理想基质材料）的未知磁有序结构。通过分析跃迁磁场依赖性，研究人员发现该晶体存在自旋沿a*轴或略微倾斜的反铁磁有序排列，且光学跃迁线宽小于钆自旋耦合宽度，揭示了耦合强度信息。 该工作进一步通过光学测量获得尼尔温度为(1.86±0.01统计误差±0.07系统误差)K，并构建了外加磁场与温度的相图，图中三相点处两个钆位点呈现半独立有序状态。在高外加磁场条件下，铒掺杂剂在3K温度下展现出长达0.4毫秒的光学相干时间；而在低场环境下，相干时间可能受限于三个低于10GHz的低频磁振子模式（该现象已被直接观测到）。本研究成果为磁结构测定方法提供了基准参考。