Die Suche nach neuen Materialien von technischem Interesse hat in den letzten Jahren neue Antriebe zu der Untersuchung organischer Verbindungen gegeben. Organische Substanzen haben viele Vorteile wie z.B. die Möglichkeit, ihre Eigenschaften durch verschiedene chemische und physikalische Techniken im Herstellung-Prozess für ein bestimmtes Ziel zu modifizieren. Oxadiazolverbindungen sind interessant aufgrund ihrer Nutzung als Material für Licht emittierende Dioden und Scintillatoren. <br /> <br /> Die physikalischen Eigenschaften eines Festkörpers hängen von seiner Struktur ab. Unterschiedliche Strukturen entwickeln unterschiedliche intra- und intermolekülare Wechselwirkungen. Eine ausgezeichnete Weise, um sowohl die intra- als auch die intermolekularen Wechselwirkungen eines bestimmtes Stoffes zu beeinflussen, ohne seine chemischen Charakteristiken zu ändern, ist die Verwendung von hohem Druck. <br /> <br /> Wir haben den Einfluss von hohem Druck und hoher Temperatur auf die super-molekulare Struktur einiger Oxadiazolverbindungen im kristallinem Zustand untersucht. Aus diesen Untersuchungsergebnissen wurde eine Zustandsgleichung für diese Kristalle bestimmt. Überdies wurden die spektroskopischen Eigenschaften dieser Materialien unter hohem Druck charakterisiert. / In recent years the search for new materials of technological interest has given new impulses to the study of organic compounds. Organic substances possess a great number of advantages such as the possibility to adjust their properties for a given purpose by different chemical and physical techniques in the preparation process. Oxadiazole derivatives are interesting due to their use as material for light emitting diodes (LED) as well as scintillators. <br /> <br /> The physical properties of a solid depend on its structure. Different structures induce different intra- and intermolecular interactions. An advantageous method to modify the intra- as well as the intermolecular interactions of a given substance is the application of high pressure. Furthermore, using this method the chemical features of the compound are not influenced.<br /> <br /> We have investigated the influence of high pressure and high temperature on the super-molecular structure of several oxadiazole derivatives in crystalline state. From the results of this investigation an equation of state for these crystals was determined. Furthermore, the spectroscopical features of these materials under high pressure were characterized.

The new borophosphates described here were synthesized under mild hydrothermal conditions (170 oC or 220 oC). Powder and single crystal X-ray diffraction were employed to determine and refine the crystal structures. DTA-TG methods were used to analyze the thermal stability. High temperature powder X-ray diffraction (HT-XRD) was applied to study the thermal behavior of products and identify the intermediate phase during the decomposition. Chemical analyses were performed to quantitatively determine the chemical composition. Magnetic properties of the compounds were investigated. 19F MAS NMR was used to check the number of fluorine positions in the crystal structure. The following compounds were prepared and characterized: (C2H10N2)[BPO4F2](C6H14N2){Zn[ZnB2P4O15(OH)2]¡P(C6H13N2)Cl} (zndabcocl) (C3H12N2){Mn[B2P3O12(OH)]} (DAP-Mn) and (C4H12N2){Mn[B2P3O12(OH)]} (PIP-Mn) (C3H12N2){FeIII6(H2O)4[B4P8O32(OH)8]}(C3H12N2)2{VIII2VIV3B2P8O38H8} (dapvbpo) K3[B5PO10(OH)3](C2H10N2)[BPO4F2] is the first fluorine-substituted borophosphate and the first borophosphate with crystal structure closely related to the pyroxene type structure. Unbranched zweier single chain {[BPO4F2]2?} represents a new type of borophosphate partial structure. zndabcoclrepresents the first organo-templated zincoborophosphate. The structure contains diaza-bicyclo[2.2.2]-octane (DABCO) which acts in its diprotonated form (H2DABCO)2+ as a pure template and in its monoprotonated form (HDABCO)+ as a ligand to Zn-positions at the borders of ribbons to complete structural motif. This compound is also the first example containing a quaternary Zn-tetrahedron (ZnO2NCl), and can formally be described as an adduct of (C6H14N2)Zn[ZnB2P4O15(OH)2] with diaza-bicyclo[2.2.2]octane-hydrochloride. The thermal behavior of zndabcocl has been studied by HT-XRD and DTA-TG in the temperature range 25?600 oC. The new phase occurring during the decomposition has been identified as HT-NH4[ZnBP2O8].DAP-Mnand PIP-Mn contain identical framework interconnections but difference in the shape of resulting channels, which are due to the different shape of organic templates. The crystal structures are built from the same building units: loop-branched single chains are connected via MnO6-octahedra resulting in a 3-D structure with intersecting channel systems running along [100], [011] and [01], respectively. The different shape of the template controls the shape of the channels, especially channels running along [100], resulting in dramatic shape-differences. The linear (H2DAP)2+ ions make the channels more elongated, while the cyclic (H2PIP)2+ ions give rise to more regular shaped channels. The flexibility of frameworks may be due to the more flexible coordination of Mn-atoms (octahedron and square pyramid).(C3H12N2){FeIII6(H2O)4[B4P8O32(OH)8]} is a new borophosphate with 3-D framework structure, a large size of 10-ring channel (778 ¡Ñ 867 pm2) is occupied by organic templates. The magnetic susceptibility measurements show it to exhibit antiferromagnetic susceptibility at low temperature (TN ?l 14K).dapvbpois the first mixed-valency vanadium borophosphate with a new structure type. Its structure can be considered as an ?intergrowth? of puckered vanadium(III) borophosphate layer (VIIIBPO-layer) and planar vanadium(IV) phosphate layers (VIVPO-layer) stacked and interconnected alternately along [001], which results in a new and unusual building motif. The corner sharing trimers of vanadium octahedra are observed for the first time in vanadium borophosphates. K3[B5PO10(OH)3] has a double unit cell of a twin crystal structure having the same chemical formula. The double b-axis solves the disorder problem of two oxygen positions coordinated to phosphorous. It represents a much more reasonable structure determination.

The new borophosphates described here were synthesized under mild hydrothermal conditions (170 oC or 220 oC). Powder and single crystal X-ray diffraction were employed to determine and refine the crystal structures. DTA-TG methods were used to analyze the thermal stability. High temperature powder X-ray diffraction (HT-XRD) was applied to study the thermal behavior of products and identify the intermediate phase during the decomposition. Chemical analyses were performed to quantitatively determine the chemical composition. Magnetic properties of the compounds were investigated. 19F MAS NMR was used to check the number of fluorine positions in the crystal structure. The following compounds were prepared and characterized: (C2H10N2)[BPO4F2](C6H14N2){Zn[ZnB2P4O15(OH)2]¡P(C6H13N2)Cl} (zndabcocl) (C3H12N2){Mn[B2P3O12(OH)]} (DAP-Mn) and (C4H12N2){Mn[B2P3O12(OH)]} (PIP-Mn) (C3H12N2){FeIII6(H2O)4[B4P8O32(OH)8]}(C3H12N2)2{VIII2VIV3B2P8O38H8} (dapvbpo) K3[B5PO10(OH)3](C2H10N2)[BPO4F2] is the first fluorine-substituted borophosphate and the first borophosphate with crystal structure closely related to the pyroxene type structure. Unbranched zweier single chain {[BPO4F2]2?} represents a new type of borophosphate partial structure. zndabcoclrepresents the first organo-templated zincoborophosphate. The structure contains diaza-bicyclo[2.2.2]-octane (DABCO) which acts in its diprotonated form (H2DABCO)2+ as a pure template and in its monoprotonated form (HDABCO)+ as a ligand to Zn-positions at the borders of ribbons to complete structural motif. This compound is also the first example containing a quaternary Zn-tetrahedron (ZnO2NCl), and can formally be described as an adduct of (C6H14N2)Zn[ZnB2P4O15(OH)2] with diaza-bicyclo[2.2.2]octane-hydrochloride. The thermal behavior of zndabcocl has been studied by HT-XRD and DTA-TG in the temperature range 25?600 oC. The new phase occurring during the decomposition has been identified as HT-NH4[ZnBP2O8].DAP-Mnand PIP-Mn contain identical framework interconnections but difference in the shape of resulting channels, which are due to the different shape of organic templates. The crystal structures are built from the same building units: loop-branched single chains are connected via MnO6-octahedra resulting in a 3-D structure with intersecting channel systems running along [100], [011] and [01], respectively. The different shape of the template controls the shape of the channels, especially channels running along [100], resulting in dramatic shape-differences. The linear (H2DAP)2+ ions make the channels more elongated, while the cyclic (H2PIP)2+ ions give rise to more regular shaped channels. The flexibility of frameworks may be due to the more flexible coordination of Mn-atoms (octahedron and square pyramid).(C3H12N2){FeIII6(H2O)4[B4P8O32(OH)8]} is a new borophosphate with 3-D framework structure, a large size of 10-ring channel (778 ¡Ñ 867 pm2) is occupied by organic templates. The magnetic susceptibility measurements show it to exhibit antiferromagnetic susceptibility at low temperature (TN ?l 14K).dapvbpois the first mixed-valency vanadium borophosphate with a new structure type. Its structure can be considered as an ?intergrowth? of puckered vanadium(III) borophosphate layer (VIIIBPO-layer) and planar vanadium(IV) phosphate layers (VIVPO-layer) stacked and interconnected alternately along [001], which results in a new and unusual building motif. The corner sharing trimers of vanadium octahedra are observed for the first time in vanadium borophosphates. K3[B5PO10(OH)3] has a double unit cell of a twin crystal structure having the same chemical formula. The double b-axis solves the disorder problem of two oxygen positions coordinated to phosphorous. It represents a much more reasonable structure determination.

In eukaryotes protein degradation is performed by the ubiquitin-proteasome system. The 26S proteasome, a 2.5MDa large multimeric molecular machine, consists of more than 30 subunits and represents the core component of this proteolytic pathway. The complex is assembled from a proteolytically active 20S proteasome and two 19S regulator cap complexes. So far crystal structure, topology and enzymatic mechanism have only been elucidated for the 20S proteasome core particle (CP). CPs are assembled from four stacked rings of seven subunits each, following an alpha7beta7beta7alpha7-stochiometry. The strict established order of the proteasomal assembly and maturation is essential to prevent uncontrolled and premature protein degradation in the cell. CPs belong to the class of Ntn-hydrolases. Peptide hydrolysis is performed inside a central cavity at the active sites of the beta-type subunits, with Ogam of the hydroxyl group of the N-terminal threonine acting as the nucleophile. Release of the proteolytically active threonine through N-O-Acetyl rearrangement is the last step of the proteasomal assembly. Compartmentalisation of CPs is an important way to regulate substrate access to the central cavity as well as release of the generated oligopeptides. The activity of eukaryotic CPs are controlled by an unique mechanism: docking of regulatory complexes, like Blm3, PA28 or 19S, causes a conformational change of the N-terminal residues of the latent alpha-subunits, resulting in an activation of the proteolytically active sites. Archaebacterial CPs lack such regulatory gating mechanism. The controlled degradation of proteins by the proteasome dominates a variety of biological essential processes, like metabolic adaptation, apoptosis, inflammation, immune and stress response, as well as cell proliferation and cell differentiation. Selective and specific natural and synthetic inhibitors of CPs might find their practical application in treatment of cancer or inflammatory diseases.

The main focus of this work is the preparation, chemical and structural characterization along with the investigation of physical properties of intermetallic clathrates. Starting from the history of clathrate research, classification of clathrate types, their structural properties and possible application areas are evaluated in chapter 2. The methodologies of sample preparation and materials characterization as well as quantum chemical calculations are discussed in chapter 3. The complete characterization of Ba8Ge433 ( is a Schottky-symbol standing for vacancies),12-14 which is a parent compound for the variety of ternary variants, is the subject of chapter 4. Ba8Ge433 is a high temperature phase,12 which was prepared for the first time as single phase bulk material in this work.15, 16 In this way, the intrinsic transport properties could be investigated without influence of grain boundary and impurity effects. The transport behavior is analyzed at low and high temperatures and referred to the former results. In addition, crystal structure and vacancy ordering in terms of the reaction conditions are discussed. Chemical bonding in Ba8Ge433 is investigated by topological analysis of the electron localizability indicator and the electron density. Chapter 5 deals with the preparation, phase analysis, crystal structure and physical properties of BaGe5, which constitutes a new clathrate type oP60.17, 18 So far, two clathrate types were known in the binary system Ba – Ge, namely the clathrate cP124 Ba6Ge25,19-21 and the clathrate-I Ba8Ge433. Originally, BaGe5 was detected by optical and scanning electron microscopy within the grains of Ba8Ge433.12 Once the preparation of phase-pure Ba8Ge433 was achieved, it became possible to make detailed investigations of its decomposition along with the formation of BaGe5. A detailed theoretical and experimental analysis on the relation between crystal structure and physical properties of BaGe5 is presented. In chapter 6, a thorough structural characterization and the physical properties of clathrates in the system Ba – Ni – Ge is presented based on the subtle relation between the crystal structure containing vacancies and the thermoelectric properties. During the investigations in this system, a large single crystal was grown by Nguyen et al. 22, 23 from the melt with the composition Ba8Ni3.5Ge42.10.4. A systematic reinvestigation of the phase relations in this system was performed and the influence of different Ni content to the crystal structure and physical properties is evaluated. The Si-based ternary clathrate with composition Ba8–δNixySi46–x–y is the subject of chapter 7. The phase relations and the homogeneity range are established. The crystal structure taking into account vacancies in the framework is discussed. Physical properties of bulk pieces are analyzed and the results are related to the sample composition. In addition, first-principles electronic structure calculations are carried out to assess variations in the electronic band structure, phase stability and chemical bonding.24 Chapter 8 reports on the intermetallic compound Ba3Si4,25, 26 which was encountered during the investigations on the Ba – Ni – Si phase diagram. The discussion covers issues related to preparation, crystal structure, phase diagram analysis, electrical and magnetic properties, NMR measurements, quantum mechanical calculations and oxidation to nanoporous silicon with gaseous HCl. Besides my contributions to the NoE CMA, I studied under the Priority Program 1178 of Deutsche Forschungsgemeinschaft “Experimental electron density as the key for understanding chemical interactions” with the project of “Charge distribution changes by external electric fields: investigations of bond selective redistributions of valence electron densities”. Chapter 9 deals with the preparation of chalcopyrites ZnSiP2 and CuAlS2 for experimental charge density analysis. Both phases show semiconducting properties and have non-centrosymmetric structures with high space group symmetry as needed to investigate the structural changes induced by external electric field. In this chapter, I describe the preparation and the crystal structure analyses of ZnSiP2 and CuAlS2 including issues related to the data collection as well as the results of NMR investigation.

Diese Dissertation befasst sich mit den Plasmaeigenschaften und dem Schichtbildungsprozess bei der Titanoxidbeschichtung mit dem reaktiven Puls-Magnetron-Sputterverfahren. Insbesondere werden die Vorgänge, die zu einer vermehrt oder vermindert starken Kristallinität und photokatalytischen Aktivität der Schichten führen, untersucht und die Verflechtungen mit den Beschichtungsbedingungen analysiert. Es werden Untersuchungen zur Messung der sich während der Beschichtung einstellenden Substrattemperatur, zur Messung des auf das Substrat einfallenden integralen Ionenstroms sowie zur Energieverteilung positiver und negativer Ionen vorgestellt. Zu den wichtigsten Erkenntnissen dieser Untersuchungen zählt, dass bei Nutzung des Pulspaket- bzw. des Bipolar-Pulsmodus bei Rechteck-Magnetrons eine um etwa Faktor zwei stärkere Substraterwärmung auftritt als bei Nutzung des Unipolar-Pulsmodus. Das ist auf einen höheren Ionenstrom auf das Substrat bei gleichzeitig höherer Selbstbiasspannung zurückzuführen, was insgesamt zu einem deutlich intensiveren Bombardement des Substrats mit Ionen führt. Durch Vergleich mit den Eigenschaften von DC-Plasmen konnte gezeigt werden, dass die unterschiedliche Lage der Anode relativ zum Magnetron-Magnetfeld die primäre Ursache für die gefundenen Unterschiede ist. Der Titanoxid-Beschichtungsprozess wurde umfassend untersucht und dabei die Abhängigkeiten der Kristallinität und der Schichteigenschaften von Substrattemperatur, Beschichtungsrate und von dem während der Beschichtung auftretenden Ionenbombardement aufgezeigt. Eine wichtiges Resultat ist, dass durch Anwendung eines intensiven Ionenbombardements des Beschichtungsplasmas die für kristallines Schichtwachstum erforderliche Substrattemperatur sinkt. Das wird durch Nutzung des Pulspaket- bzw. des Bipolar-Pulsmodus anstatt des Unipolar-Pulsmodus sowie durch Wahl eines reaktiveren Arbeitspunkts erreicht. Insgesamt konnte anhand der Untersuchungen der Parameterbereich, in dem die Abscheidung polykristalliner Titanoxidschichten möglich ist, in Richtung niedriger Substrattemperaturen und dünner Schichten ermittelt werden. / In this dissertation, the plasma characteristics and the layer forming process during the titanium oxide deposition with the reactive pulse magnetron sputtering method are investigated. In particular, the procedures which lead to a higher or lower crystallinity and photocatalytic activity are examined and the connections with the coating conditions are analyzed. Investigations are presented concerning the maximum substrate temperature during deposition, the integral ion current onto the substrate as well as the ion energy distribution function of positive and negative ions. One of the most important findings is that when using rectangular magnetrons in the pulse packet mode or in the bipolar pulse about to factor two stronger substrate heating arises in comparison to the unipolar pulse mode. That is due to a higher ion current onto the substrate and a higher self bias potential which leads altogether to a significantly higher ion bombardment of the substrate. It could be shown by comparison with the characteristics of DC plasmas that the different configuration of the anode relative to the magnetic field of the magnetrons is the primary cause for the differences. The titanium oxide coating process was comprehensively examined. Layer crystallinity and layer properties could be related to substrate temperature, deposition rate and ion bombardment during deposition. An important result is that by application of an intensive ion bombardment the substrate temperature necessary for crystalline layer growth decreases. This can be achieved by using the pulse packet or the bipolar pulse mode instead of the unipolar pulse mode as well as by choice of a more reactive working point. All in all, the parameter range in which is it possible to deposit polycrystalline titanium oxide layers could be determined toward low substrate temperatures and small layer thickness.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden neuartige, gemischte Tetrahydridoborate (Borhydride), die für die Wasserstoffspeicherung im Festkörper für die mobile Anwendung geeignet sein könnten, synthetisiert und vollständig charakterisiert. Entscheidende Materialanforderungen für die Kombination mit einer Tieftemperaturbrennstoffzelle sind die hohe Wasserstoffspeicherkapazität von min. 6 m% bei einer Wasserstoffdesorption unterhalb von 100°C. Um beide dieser Hauptkriterien zu erfüllen, wurden Li-Al- und Na-Al-Borhydrid entsprechend dem Konzept von Nakamori u.a. ausgewählt. Beide Borhydride desorbieren unterhalb von 100°C, wobei das synthetisierte Li-Al-Borhydrid aufgrund des hohen Wasserstoffgehalts (17,2 m% H2) die vielversprechendsten Eigenschaften zeigte. Beide Systeme wurden mittels Pulverdiffraktometrie am Synchrotron hinsichtlich Ihrer Struktur aufgeklärt, wobei die Struktur der einzelnen komplexen Ionen anhand von Schwingungsspektroskopie (Infrarot-, Ramanspektroskopie) ebenfalls bestätigt werden konnte. Mit Hilfe verschiedener kombinierter Desorptionsanalysen war es möglich den Zersetzungspfad, insbesondere die Bildung instabiler Desorptionsprodukte, aufzuklären. So erfolgt die Zersetzung des Li-Al-Borhydrids über die Bildung von Lithiumborhydrid in der Festphase, das mittels in-situ Ramanspektroskopie in einer speziellen Ramanzelle beobachtet werden konnte. Die Infrarotspektroskopie des Desorptionsgases zeigte zunächst die Freisetzung von Aluminiumborhydrid, dass wiederrum Diboran und Wasserstoff desorbiert. Weiterhin wurden verschiedene Möglichkeiten verfolgt, wie der Zusatz von Kohlenstoff oder das Nanoconfinement von Lithiumalanat, um den Zersetzungsweg hinsichtlich ausschließlicher Wasserstofffreisetzung zu modifizieren und somit Reversibilität zu ermöglichen. Es konnte jedoch kein reversibles System mit hoher gravimetrischer Wasserstoffspeicherdichte und Desorption unterhalb von 100°C erzeugt werden. / Aim of the work was the synthesis and characterisation of novel mixed tetrahydroborates (borohydrides) for solid state hydrogen storage suitable for mobile applications. The combination with a PEM fuel cell requires a material with at least 6 wt% hydrogen combined with hydrogen desorption below 100°C. To fulfill both criteria, Li-Al- und Na-Al-borohydride were selected according to Nakamori’s concept. Both mixed borohydrides desorb well below 100°C whereas the mixed Li-Al-borohydride showed the most promising properties due to its high gravimetric hydrogen content (17.2 wt% H2). The crystal structures were examined by powder diffraction with a synchrotron source. The symmetry of the containing complex cations and anions was confirmed with vibrational spectroscopy (infrared, raman spectroscopy). The desorption pathway was clarified using a variety of combined thermal analysis techniques. Especially the desorption of unstable products of the most promising Li-Al-borohydride was possible via spectroscopy. Hence the desorption of Li-Al-borohydride leads to the formation of lithium borohydride in the solid state which was monitored via in-situ raman spectroscopy in a special raman cell. Infrared spectroscopy of the desorbed gas showed the initial desorption of aluminium borohydride which desorbs diborane and hydrogen in the following. Different options were examined in order to modify this desorption pathway by carbon addition or nanoconfinement of lithium alanate. However, none of the materials showed high hydrogen content combined with exclusive hydrogen desorption below 100°C and reversibility.

Die vorliegende Dissertation befasst sich mit der theoretischen Vorhersage neuer Materialien. Ein evolutionärer Algorithmus, der zur Lösung dieses globalen Optimierungsproblems Konzepte der natürlichen Evolution imitiert, wurde entwickelt und ist als Programmpaket EVO frei verfügbar. EVO findet zuverlässig sowohl bekannte als auch neuartige Kristallstrukturen. Beispielsweise wurden die Strukturen von Germaniumnitrofluorid, einer neue Borschicht und mit dem gekreuzten Graphen einer bisher unbekannte Kohlenstoffstruktur gefunden. Ferner wurde in der Arbeit gezeigt, dass das reine Auffinden solcher Strukturen der erste Teil einer erfolgreichen Vorhersage ist. Weitere aufwendige Berechnungen sind nötig, die Aufschluss über die Stabilität der hypothetischen Struktur geben und Aussagen über zu erwartende Materialeigenschaften liefern.

Es werden die Verbindungen YMn2O5 und YFeMnO5 diskutiert. Die erstere zeigt unterhalb von TN = 45 K Ferromagnetismus und in der magnetischen Phase schwache Ferroelektrizität. Die elektrische Polarisation wird mit Symmetriebrechung durch die Spinstruktur erklärt, die zur Aufhebung der Inversionssymmetrie führt (sog. unechtes Ferroelektrikum). Isostrukturelle Ersetzung von Mn durch Fe führt zu YFeMnO5, einer Verbindung, die bei T<165 K ferrimagnetisch, jedoch nicht ferroelektrisch ist. Die Spin-Strukturen beider Verbindungen sind bereits eingehend untersucht und zeigen charakteristische Unterschiede. Für Verbindungen der Zusammensetzung YFe(x)Mn(2-x)O5 wurden Röntgenbeugungs-und Absorptionsfeinstruktur-Experimente zur Bestimmung der Kristallstrukur in Abhängigkeit vom Fe-Anteil x durchgeführt und ausgewertet. Die Ergebnisse zeigen, daß die Strukturparameter einen nahezu linearen Verlauf zwischen den aus der Literatur bekannten Grenzfällen YFeMnO5 und YMn2O5 nehmen. Fe ersetzt dabei das Mn auf der fünffach koordinierten Lage innerhalb einer Sauerstoff-Pyramide. Besonders markant ist die unterschiedliche Position von Mn bzw. Fe in dieser Umgebung. Mit Hilfe der Strukturdaten wurden kollineare DFT-Rechnungen im LSDA+U-Formalismus in skalar-relativistischer Näherung durchgeführt. Für YFeMnO5 konnte der experimentell bekannte Grundzustand im Rahmen der Näherung reproduziert werden, obgleich eine Bandlücke nur in Abhängigkeit von der U-Korrektur auftritt. Der berechnete Grundzustand von YMn2O5 gibt die komplizierte magnetische Struktur dieser Verbindung nicht wieder, weil die gewählte Elementarzelle des Gitters dafür zu klein ist. Statt dessen ist der berechnete Grundzustand hier sehr ähnlich zu dem von YFeMnO5. Eine ausführliche Untersuchung der projizierten Zustandsdichten der Metallatome ermöglicht die Diskussion der Kristallfeldaufspaltung im Zusammenhang mit deren Position innerhalb der Sauerstoffpolyeder. Durch Berechnung mehrerer Spinstrukturen in einer kristallographischen Elementarzelle mit erniedrigter Symmetrie konnten die Austauschparameter eines Heisenberg-Modells zwischen den lokalisierten Spins der Metallatome berechnet werden. Die Größenverhältisse dieser Parameter können mit den aus der Literatur bekannten Spinstrukturen in Einklang gebracht werden. Die Wechselwirkungen sind überwiegend antiferromagnetisch, in Übereinstimmung mit den GKA-Regeln für den Superaustausch. Bei YMn2O5 wird insbesondere eine der schwächeren Kopplungen in der magnetischen Struktur periodisch frustriert. Man geht davon aus, daß dies eine mögliche Ursache für das Auftreten von Ferroelektrizität in der magnetischen Phase ist. Bei YFeMnO5 ist der berechnete Wert dieser Kopplung wesentlich größer und die magnetische Struktur beinhaltet keine Frustration. Dies ist eine mögliche Erklärung für die Abwesenheit der magnetisch induzierten Ferroelektrizität in YFeMnO5. Im zweiten Teil stehen das in Perowskitstruktur kristallisierende SrTiO3 und die durch Hinzufügen von SrO daraus hervorgehenden Kristallstrukturen der sog. Ruddlesden-Popper-Phasen (RP) im Mittelpunkt. Die Daten von Nahkanten-Elektronenenergieverlustspektren (ELNES) an der Sauerstoff K-Kante in SrTiO3, SrO und einer RP-Phase wurden ausgewertet und mit DFT-berechneten projizierten Zustandsdichten (PDOS) der 2p-Orbitale der O-Atome in diesen Verbindungen verglichen. Bei ELNES-Nahkantenspektren ist ein solcher Vergleich mit Experimenten im Bereich hoher Elektronenenergien möglich, weil die Auswahlregel auch für die inelastischen Elektronenstöße zutrifft. Die Spektren zeigen für jede Verbindung charakteristische Maxima, deren Ursache die unterschiedliche nähere Umgebung der Sauerstoffatome ist. Weiterhin wurden Experimente an SrTiO3-Einkristallen unter Einfluß elektrischer Gleichströme und -felder durchgeführt. Bei Experimenten an Einkristall-Wafern waren Hinweise auf lokale Veränderungen der Kristallstruktur unter diesen Bedingungen gefunden worden. Ergänzend dazu wurden mikroskopische einkristalline Proben untersucht. Bei geringen Stromstärken zeigte sich dabei das bereits bekannte Degradationsverhalten des elektrischen Widerstands. Bei hohen Stromstärken kommt es zum elektrischen Durchbruch und dauerhafter Erniedrigung des Widerstands. Röntgenbeugungsmessungen ergaben keine Hinweise auf Veränderungen an der Kristallstruktur oder in Form von Zwillings-oder Bruchstückbildung. Im dritten Teil werden Röntgenbeugungsmessungen an CeCu2Si2-Einkristallen diskutiert. Bei der Auswertung älterer Messungen fielen nach der Strukturbestimmung charakteristische Maxima der Restelektronendichte auf, deren Ursprung nicht erklärt werden konnte und die bei mehreren Kristallen beobachtet wurden. Mit erneuten Messungen und Simulationen konnte nun gezeigt werden, daß diese Maxima von einer fehlerhaften Auswertungsmethode verursacht wurden.

Universiẗat, Diss., 2002--Dortmund.