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In dieser Arbeit werden die nichtlokalen sowie nichtlinearen Eigenschaften plasmonischer Nanopartikel behandelt, wie sie im hydrodynamischen Modell enthalten sind. Das hydrodynamische Materialmodell stellt eine Erweiterung des Drude Modells dar, in der Korrekturen in der Beschreibung des Elektronenplasmas berücksichtigt werden. Einer ausführlichen Einführung des Materialmodells folgt eine analytische Diskussion der Auswirkungen der Nichtlokalität am Beispiel eines einzelnen Zylinders. Hierbei werden die durch die Nichtlokalität herbeigeführten Frequenzverschiebungen in den Streu- und Absorptionsspektren quantifiziert und asymptotisch behandelt. Des Weiteren wird mit Hilfe einer konformen Abbildung das Problem eines zylindrischen Dimers in der Elektrostatischen Näherung gelöst und die Moden der Struktur bestimmt. Diese Untersuchungen dienen als maßgebliche Grundlage für weiterführende numerische Studien die mit der diskontinuierlichen Galerkin Zeitraummethode durchgeführt werden. Die durch die analytischen Betrachtungen gewonnene Kenntnis der Moden ermöglicht es, im Zusammenhang mit gruppentheoretischen Betrachtungen und numerischen Untersuchungen, rigorose Auswahlregeln für die Anregung der Moden durch lineare und nichtlineare Prozesse aufzustellen. In weiterführenden numerischen Simulationen werden außerdem Strukturen niedrigerer Symmetrie, auf die sich die Auswahlregeln übertragen lassen, untersucht. Zudem werden numerische Studien präsentiert in denen der Einfluss der Nichtlokalität auf Feldüberhöhungen in Dimeren und doppel-resonantes Verhalten (es liegt sowohl bei der Frequenz des eingestrahlten Lichtes als auch bei der zweiten harmonischen eine Resonanz vor) untersucht werden. / This thesis deals with the nonlocal and nonlinear properties of plasmonic nanoparticles, as described by the hydrodynamic model. The hydrodynamic material model represents an extension of the Drude model that contains corrections to the descriptions of the electron plasma. After a thorough derivation of the material model, analytical discussions of nonlocality are presented for the example of a single cylinder. The frequency shifts in the scattering and absorption spectra are quantified and treated asymptotically. Furthermore, by applying a conformal map, the problem of a cylindrical dimer is solved in the electrostatic limit and the modes of the structure are determined. These investigations lay the foundations for numerical investigations which are performed employing the discontinuous Galerkin time domain method. The analytical knowledge of the modes, in conjunction with group theoretical considerations and numerical analysis, enables the formulation of rigorous selection rules for the excitation of modes by linear and nonlinear processes. In further numerical studies, the influence of nonlocality on the field enhancement in dimer structures and double-resonant behavior (a resonance is found at the frequency of the incoming light and at the second harmonic) are investigated.

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This thesis describes investigations into the properties of -phase BEDT-TTF charge transfer salts. Charge transfer salts are mainly studied as they are very useful test beds for fundamental physics due to the tuneability of their proper- ties and ground states. The effects of temperature and pressure on such systems have been studied, as these allow access to a wide range of different states and properties. Transport properties of these systems have been studied to obtain information about the Fermi surface and effective mass, and the effect of deuter- ation and also change of pressure media will be discussed. The interaction of infrared radiation with these systems has also been investigated and simultaneous pressure and temperature measurements will be presented, something not greatly studied due to the large technical challenges. The techniques and approaches for overcoming these are also discussed. Chapter 1 provides an introduction to the organic materials themselves with particular emphasis on the actual compounds studied. Chapter 2 provides the necessary theoretical background for studying organic charge transfer salts using magnetic quantum oscillations and their infrared re- ectivity. Chapter 3 covers the experimental techniques and also discusses some of the challenges encountered and their solutions to aid others working in this area. Chapter 4 describes an investigation into the transport properties of - (ET)2Cu(SCN)2 by studying Shubnikov-de Haas oscillations using both deuter- ated and normal samples and using two different pressure media, and comparing it to work done using a third. Chapter 5 presents an investigation into the pressure dependence of selected phonon modes in -(ET)2Cu(SCN)2 using infrared radiation on a deuterated sam- ple. Chapter 6 presents what is believed to be the first pressure and temperature dependent infrared study of an organic molecular material. In this case the or- ganic molecular material is d8--(ET)2Cu[N(CN)2]Br, but the techniques should be readily transferable to other materials.