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固态自旋缺陷作为构建各种量子技术的基础组件具有巨大潜力。研究证实，将自旋中心嵌入反向偏置的p-n二极管中能有效收窄光学线宽并增强自旋相干性，同时还能通过斯塔克效应调控光致发光波长。鉴于影响二极管中自旋中心的参数众多（如掺杂浓度分布、温度、偏置电压、自旋中心位置等），一个尚未解决的核心问题是：如何选择这些设计参数组合以实现自旋相干性的最大化？该工作通过开发梯度下降优化算法对此展开研究，该算法结合二极管泊松方程的数值解与非耗尽区电荷噪声计算，实现了自旋中心光学线宽的最小化。 研究人员针对碳化硅p-i-n二极管中的双空位缺陷，分别进行了单参数与多参数优化，优化变量包括反向偏置电压、掺杂浓度分布以及二极管总长度。值得注意的是，优化过程遵循了实际物理约束条件：工作偏置电压需保持较低水平、避免进入介电击穿区、以及符合掺杂浓度的物理阈值。此外，针对反向偏压下的漏电流现象，该团队建立了新理论模型来研究其对相干性的影响。研究表明，通过将自旋缺陷植入远离二极管表面的区域可有效抑制相关噪声。这项研究为实验制备具有最窄光学线宽和最长相干时间的自旋中心宿主二极管提供了重要指导。