Schematisches Phasendiagramm der zweidimensionalen Hochtemperatur-Supraleiter: Antiferromagnetische Ordnung (AF), Supraleitung (HTSL) und Spingap-Phase mit Evidenz für Streifenbildung werden als Funktion der Dotierung beobachtet.

Hochtemperatur-Supraleiter mit zweidimensionalen CuO₂-Ebenen stellen die Prototypen von dotierten Quanten-Spinsystemen dar, sie zeigen gleichzeitig die ungewöhnlichsten Eigenschaften. Undotiert ordnen die Cu-Spins langreichweitig antiferromagnetisch. Mit endlicher Dotierung, d.h. schon mit wenigen freien Ladungsträgern, wird die magnetische Korrelationslänge dieser Ordnung stark reduziert, eine Spinanregungslücke (spin gap) wird beobachtet und schließlich setzt Supraleitung mit unvergleichbar hohen Sprungtemperaturen ein. Es existieren Hinweise auf eine spontane elektronische Phasenseparation in die sogenannten Streifenphasen.

Ein Minimalmodell für ein dotiertes Quanten-Spinsystem stellt eine dotierte Spin-Leiter dar. Bei genügend starker Kopplung auf den Sprossen der Leiter ist der Grundzustand aus Singuletts der Spins auf der Leiter zusammengesetzt. Dieses System hat eine Spinanregungslücke. Dotierung führt zu lokalen Defekten im System (aufgebrochene Dimere), die bei einer "Paarung" wieder ausgeheilt werden können. Entsprechend können Ladungsdichte- und Spindichtewellen, aber auch Supraleitung als Grundzustände für eine dotierte Spin-Leiter erwartet werden.  

Als Kandidaten für dotierte Quanten-Spinsysteme werden (Sr,Ca)₁₄Cu₂₄O₄₁ und AV₆O₁₅ diskutiert. Beide Verbindungen zeigen erst unter hohem Druck Supraleitung.