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在氧化物中利用稀土离子构建量子网络需与III-V族半导体的高亮度发射器集成，但局域无序性和界面噪声会限制其光学相干性。本研究以GaAs和GaSb衬底上外延生长的Er3+:TiO2薄膜为对象，探究了其系综光谱的微观起源。通过从头计算结合噪声哈密顿模型与蒙特卡洛模拟，量化了界面/体相自旋噪声及局域应变对铒离子晶场能量和非均匀线宽的影响。光致发光激发光谱显示，随着Er3+离子与III-V/氧化物界面距离的增加，其Y1→Z1跃迁产生系统性蓝移，与理论预测的应变弛豫现象一致。热退火处理则引发补偿性红移和线宽变窄，由此区分了氧空位与镓扩散噪声的各自作用。这些发现为无序性诱导退相干机制提供了微观解释，为可扩展量子技术所需的混合量子系统精确调控开辟了新路径。