人工量子系统已经成为以可控方式实现拓扑物质的平台。到目前为止，实验大多探索了非相互作用的拓扑状态，在具有原子分辨率的固态平台上实现多体拓扑相仍极具挑战性。近日，中国科学院大学杨凯、阿尔托大学Jose L. Lado通过在扫描隧道显微镜中在绝缘MgO薄膜上组装自旋链和自旋1/2 Ti原子的二维自旋阵列来构建拓扑量子海森堡自旋晶格。

本文要点：

1) 作者设计了量子自旋模型的拓扑相和常规相，从而实现了一阶和二阶拓扑量子磁体。作者通过单原子电子自旋共振以优于100 neV的能量分辨率探测量子磁体的多体激发。

2) 通过利用扫描隧道显微镜尖端的原子局域磁场，作者可视化了各种多体拓扑束缚模，包括拓扑边态、拓扑缺陷和高阶角模。该研究结果为模拟相互作用自旋的奇异量子多体相提供了一种自下而上的方法。

参考文献：

Hao Wang et.al Construction of topological quantum magnets from atomic spins on surfaces Nature Nanotechnology 2024

DOI: 10.1038/s41565-024-01775-2

https://doi.org/10.1038/s41565-024-01775-2