Le proprietà ottiche, elettroniche e magnetiche dei solidi e delle loro superfici dipendono dalla struttura degli stati elettronici entro alcuni eV dal livello di Fermi. I calcoli della struttura elettronica a bande sono efficaci solo nel caso di materiali a bassa interazione elettrone-elettrone (correlazione). L'esperimento e la guida necessaria per lo studio delle proprietà elettroniche dei solidi e delle loro superfici, ed in particolare la spettroscopia di fotoemissione (photoemission spectroscopy - PES) che si basa sulla misura dello spettro energetico degli elettroni emessi da un solido eccitato da un fascio di fotoni monocromatici di energia eccedente la funzione lavoro. La risoluzione dell'angolo di emissione (Angle-resolved photemission spectroscopy - ARPES) permette di avere informazioni sulla legge di dispersione E_n(k) dello stato elettronico iniziale, mentre la misura del grado di polarizzazione in spin del fascio di elettroni completa il set di numeri quantici, fornendo un dato molto importante per lo studio delle correlazioni elettroniche.