Im Rahmen dieser Arbeit werden drei Perylen-Derivate als Zwischenschichten in Metall/organische Schicht/S-GaAs(100)-Heterostrukturen eingesetzt. Das Ziel dieser Arbeit ist, den Einfluss von unterschiedlichen chemischen Endgruppen auf die elektronischen und chemischen Eigenschaften der Grenzflächen, sowie auf die molekulare Orientierung in den organischen Schichten nachzuweisen. Die Moleküle 3,4,9,10-Perylentetracarbonsäure Dianhydrid (PTCDA), 3,4,9,10-PerylenTetraCarbonsäure DiImid (PTCDI) und Dimethyl-3,4,9,10-PerylenTetraCarbonsäure DiImid (DiMe-PTCDI) wurden durch organische Molekularstrahldeposition (OMBD) im Ultrahochvakuum auf Schwefel-passivierte GaAs(100):2x1-Substrate aufgedampft. Oberflächensensitive Charakterisierungsverfahren wie Photoemissionsspekroskopie (PES), Inverse Photoemissionsspektroskopie (IPES) und Nahkantenröntgenfeinstrukturmessungen (NEXAFS) wurden zur Charakterisierung eingesetzt. Theoretische Berechnungen mit Hilfe von Dichte-Funktional-Methoden wurden durchgeführt, um eine Zuordnung von verschiedenen Komponenten in Rumpfniveauspektren zu ermöglichen. Die NEXAFS-Messungen ermöglichen eine genaue Bestimmung der Molekülorientierung in Bezug zum Substrat. So lässt sich nachweisen, dass eine kleine Änderung von chemischen Endgruppen z.B. bei DiMe-PTCDI verglichen mit PTCDI, eine dramatische Änderung der Molekülorientierung hervorruft. Die Valenzbandspektren von DiMe-PTCDI zeigen eine energetische Dispersion von 0.2 eV, die auf eine -Orbital-Überlappung zurückzuführen ist und die Ausbildung von Valenzbändern belegt. Die Energieniveauanpassung an der organische Schicht/S-GaAs-Grenzfläche, sowie die Transport-Bandlücke von PTCDI, DiMe-PTCDI und PTCDA wurden mit Hilfe von PES und IPES bestimmt. Die elektronischen, chemischen und strukturellen Eigenschaften von Metall/Organische Schicht- Grenzflächen wurden mit Hilfe von Rumpfniveauspektroskopie und NEXAFS untersucht. Mg reagiert stark mit den Endgruppen von PTCDA und PTCDI, währenddessen die In-Atome an einem Ladungstransferprozess mit den Perylen-Kernen aller dreien Molekülen beteiligt sind, wobei der Betrag der transferierten Ladung maximal für den Fall von PTCDI wird. Während Mg sehr wenig in die organischen Schichten diffundiert, zeigt In sehr starke Eindiffusion in PTCDA-Schichten und schwache in PTCDI-Schichten.

Cyclodextrins (CD) are cyclic oligosaccharides composed of six to more than sixty glucose units. Large-ring cyclodextrins (LR-CD) are novel CD comprised of more than eight glucose units with cavity structures and sizes different from that of commercially available CD₆ – CD₈. LR-CD may offer unique molecular recognition properties and can be produced biocatalytically from starch using cyclodextrin glucanotransferase (CGTase, E.C. 2.4.1.19) in a short reaction time. LR-CD were isolated from glucose, CD₆ – CD₈ and other compounds by complexation of CD₆ – CD₈ as well as precipitation techniques. The yield of LR-CD (degree of polymerization from 9 to 21) was optimized using central composite design. Addition of polar organic solvents to the synthesis resulted in higher yields of LR-CD. LR-CD composed of 9 to 21 glucose units were successfully separated using reversed-phase of ODS-AQ chromatography and normal-phase of polyamine II chromatography. Maintaining optimized reaction conditions aided in a high yield of CD₉; it could be separated with reasonable yield using a single step of polyamine II chromatography. A co-grinding method helped to obtain higher solubilization levels of glibenclamide, vitamin A acetate and vitamin D₃ in CD₁₃, CD₁₀ and CD₁₁, respectively when compared to other CD. Vitamin K₁ was solubilized in distilled water with CD₆ – CD₁₃ using a co-precipitation method. When compared with other CD, CD₉ was seen to be the best solubilizer. The analysis of complexes using ESI MS showed spironolactone and glibenclamide complexed with CD₉ and CD₁₃, respectively.

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Synthese und Strukturaufklärung von neuartigen, chromophoren Barbituraten, welche als selektive Chemosensoren verwendet werden können. Als Schlüsselverbindungen dienten 5-(4-Nitrophenyl)-barbiturate, deren Enolisierungsfähigkeit systematisch untersucht wurden. Des Weiteren konnten SCHIFFschen Basen, Pyridinium-Barbiturat-Betain-Farbstoffe sowie ein fluoreszenzaktive Naphthalimid synthetisiert werden, in welchen der Barbitursäure-Substituent ebenfalls elektronenschiebende Eigenschaften aufweist. Die individuelle Interaktion der Barbiturate mit der Solvensumgebung wurde mittels Lineare-Solvatations-Energie (LSE)- Beziehungen unter Verwendung der empirischen Lösungsmittelparameter nach KAMLET-TAFT und CATALÁN untersucht. Besonderes Augenmerk lag auf dem Studium der molekularen Erkennung von ausgewählten Chromophoren mit Nukleinbasen und strukturell verwandten Verbindungen. Hierzu gelang es die supramolekularen Bindungsphänomene über Wasserstoffbrücken und die Beeinflussung des chromophoren Systems sowohl im Festkörper als auch in Lösung zu verfolgen.

This dissertation presents the investigation of magnetic exchange and anisotropy in novel metal-organic complexes containing minimum number of magnetic ions. Such complexes can serve as a model system to understand the exciting magnetic phenomena in such class of materials and also can put forward as candidates for the so called molecular nanomagnets. A direct assessment of the effective magnetic moment and the effective interaction between the metal ions in the complex can be done using magnetization measurements. Here the magnetization studies are performed as a function of temperature and field using a SQUID magnetometer. Yet another powerful tool to characterize and determine the spin levels, the ESR spectroscopic methods, has also been exploited. The study of the dynamical properties of this class of materials was relevant to understand the relaxation mechanism in the low temperatures. For this a new ac susceptometer has been built in house which was another main objective of this dissertation work. The design, fabrication, calibration and automation done on this device is presented in this thesis. The device has been tested using the known molecular magnet Mn12 acetate, and the antiferromagnet Dy2PdSi3. The present work is mainly focused on the magnetic properties of Mn, Ni and Fe based organometallic complexes. The studied Mn dimer with different acceptor and donor ligands exhibit the fine tuning of the electron density at the core of molecular complex by variation in ligands. This in turn shows that the change in peripheral ligands can control the magnetism of the molecule. The influence of the change in Ni-S-Ni bond angle in the magnetic exchange interaction is studied in a Ni(2) dimer and a Ni(2) trimer complex. The Ni dimer complex shows a ferromagnetic interaction (J = -42K) whereas trimer shows an antiferromagnetic interaction (J = 140K). Another Ni based complex bridged via phosphorous has been studied which shows the existence of glassy nature at low temperature. Also a polymeric chain compound based on Fe is studied and presented. All these phosphorous or sulphur bridged complexes are novel materials and these are the first data on these complexes.

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