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在高度纯化的基质中，量子发射体的相干性最终会受到发射体与具有非零核磁矩的晶格核之间超精细相互作用的限制。这一限制只能通过同位素纯化来缓解。该工作研究了由零核磁矩核组成的CeO₂基质。研究人员通过脉冲激光沉积法制备了高质量Tm³⁺和Er³⁺掺杂的CeO₂薄膜。X射线衍射、原子力显微镜和离子沟道效应分析证实，这些单晶薄膜具有原子级光滑表面，且掺杂离子取代了Ce晶格位点。光致发光寿命测试显示，Er掺杂CeO₂薄膜的寿命（2.9-5.3毫秒）显著长于Tm掺杂薄膜（14-68微秒）。此外，在约1%掺杂浓度下，脉冲激光沉积法制备的Er掺杂薄膜比此前报道的分子束外延生长薄膜具有更长寿命。密度泛函理论计算表明，在价带最大值附近，未占据的O 2p态与Tm 4f态存在显著重叠，而Er 4f态则保持良好隔离。这种电子相互作用可能在Tm掺杂CeO₂中引入了非辐射复合路径，从而解释了寿命缩短现象。这些发现凸显了选择合适掺杂剂-基质组合及优化生长条件对量子应用中最小化非辐射通道的重要性。