This thesis contains a selection of the results on the shallow electron states of quantum materials that I obtained as doctoral student of the Scuola di Dottorato in Fisica, Astrofisica e Fisica Applicata at the Università degli Studi di Milano. I carried out my doctoral research activity mostly at the TASC-IOM CNR laboratory, in the framework of the NFFA and APE-beamline facilities (Elettra Sincrotrone Trieste), as well in dedicated sessions at the I2; beamline of the Diamond light source, Harwell Campus, UK. To access the electronic properties of materials I specialised myself in photoemission spectroscopy techniques. High quality samples are a prerequisite for any attempt to study quantum materials so that a major effort in my PhD project has been to master the growth of novel quantum materials by means of Pulsed Laser Deposition (PLD). Given that the PLD is integrated in the suite of UHV facilities attached in-situ to the APE beamline, I directly characterised the electronic properties of the PLD grown samples exploiting both the spectroscopic techniques available at the beamline (ARPES, X-ray photoemission and absorption spectroscopies: XPS and XAS), either ex-situ structural characterisation tools (X-ray diffraction –XRD– and X-ray reflectivity, XRR).

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.