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单个电子自旋可用于半导体量子器件中的信息编码与处理。此前研究进展受制于材料挑战，例如低能谷态间的微小能量分裂以及与核自旋的超精细耦合。本研究采用密度泛函理论，对实际Si/SiGe异质结构中的能谷分裂与自旋退相干时间进行优化。减小Si量子阱宽度通常能提升能谷分裂。然而在窄量子阱中，电子波函数有更大比例分布于SiGe缓冲层，从而增强与带自旋的\(^{73}\)Ge的超精细耦合。该研究结果表明，采用3~4 nm宽量子阱、\(^{73}\)Ge和\(^{29}\)Si浓度均为50 ppm的Si/SiGe异质结构，在有效量子点面积为700 nm\(^2\)的条件下，可支持平均能谷分裂\(E_{v}\) > 500 μeV，且自旋退相干时间\(T_2^*\)超过15 μs。此外，更陡峭的Si/SiGe界面通常能带来更大的能谷分裂与更长的自旋退相干时间。