La photoémission est une technique puissante pour étudier la structure électronique des matériaux. La photoémission à haute énergie (5-10 keV) permet en particulier de sonder les états électroniques des niveaux de cœur, permettant de connaître l'environnement chimique d'un élément donné. Le rayonnement synchrotron, puissant et accordable, autorise aujourd'hui des résolutions énergétiques très élevées (de l'ordre du meV) ainsi que le développement de nouvelles imageries en photoémission (tel que le développement en cours d’un instrument NanoESCA en collaboration avec le LETI-CEA).
Couplés à d'autres techniques telles que la diffraction de rayons X (ESRF), la microscopie électronique et les méthodes de calcul ab-initio permettant de simuler les spectres, la photoémission est une technique incontournable pour l'étude des nouveaux dispositifs semi-conducteurs tels que les dispositifs CMOS. Leurs miniaturisation implique la réduction de la longueur du canal à des valeurs inférieures à 100 nm à l’horizon 2010. Pour ceci des épaisseurs d’oxyde de grille de l'ordre du nanomètre devront être atteints. Le remplacement, par exemple, de la silice par des oxydes à haute permittivité permet d'atteindre des épaisseurs physiques d’environ 4 nm, des courants de fuite acceptables et des performances capacitives et électroniques intéressantes. Les silicates d’hafnium sont parmi les meilleurs candidats parmi ces oxydes de grille à haute permittivité.