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.

The electric and nonvolatile control of the spin texture in semiconductors would represent a fundamental step toward novel electronic devices combining memory and computing functionalities. Recently, GeTe has been theoretically proposed as the father compound of a new class of materials, namely ferroelectric Rashba semiconductors. They display bulk bands with giant Rashba-like splitting due to the inversion symmetry breaking arising from the ferroelectric polarization, thus allowing for the ferroelectric control of the spin. Here, we provide the experimental demonstration of the correlation between ferroelectricity and spin texture. A surface-engineering strategy is used to set two opposite predefined uniform ferroelectric polarizations, inward and outward, as monitored by piezoresponse force microscopy. Spin and angular resolved photoemission experiments show that these GeTe(111) surfaces display opposite sense of circulation of spin in bulk Rashba bands. Furthermore, we demonstrate the crafting of nonvolatile ferroelectric patterns in GeTe films at the nanoscale by using the conductive tip of an atomic force microscope. Based on the intimate link between ferroelectric polarization and spin in GeTe, ferroelectric patterning paves the way to the investigation of devices with engineered spin configurations.