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In dieser Arbeit wird eine Methode zur Bestimmung von partiellen Zwei-Teilchen-Strukturfaktoren aus Elementverteilungsbildern am Beispiel der spinodalen Entmischung einer Eisen-Chrom-Legierung vorgestellt. Hierbei wird auf die unterschiedlichen experimentellen Einflüsse durch die energiefilternde Elektronenmikroskopie eingegangen. Insbesondere das Slowscan CCD-Kamerasystem zeichnet sich durch unterschiedliches Verhalten je nach Beleuchtungsintensität aus. Mit dieser Methode lassen sich dann elementaufgelöst die partiellen Zwei-Teilchen-Strukturfaktoren bestimmen. Mit diesen erhält man dann zu Kleinwinkelstreuexperimenten vergleichbare Daten, die nur mit sehr hohem Aufwand elementaufgelöste Daten erlauben. Als Ergänzung hierzu werden die Ergebnisse von Simulationen ungeordneter Strukturen gezeigt. Insgesamt zeigt sich eine hohe Vergleichbarkeit der experimentellen Ergebnisse, so dass diese Methode als wertvolle Ergänzung zu bestehenden Methoden betrachtet werden kann. In this work a method to calculate partial two-particle-structure-factors from energy filtered elemental maps is presented using the example of spinodal decomposition of an alloy consisting of iron and chromium. Special care has to be taken to describe the behavior of a slow-scan CCD camera depending on the illumination intensity during image acquisition.Considering these artifacts, the modulation transfer function of the camera and the inelastic transfer function of specimen and microscope it is then possible to calculate the partial two-particle-structure-factors with elemental sensitivity. The resulting data set is comparable to small angle scattering experiments where considerable effort has to be afforded to achieve elemental sensitivity. Additionally the results of simulated disordered structures are presented to verify the comparability of the presented structure factors with those of small angle. The method presented here is a valuable addition to existing methods measuring partial two-particle- structure-factors.

The emergence of complex behavior out of simple elementary building blocks is a typical property of condensed matter systems. While the individual constituents may be well-studied, strongly interacting many-particle systems can give rise to novel collective behavior that can not be understood by considering the individual properties alone. Effective models are a powerful tool to handle this complexity: Instead of aiming at a full description a complex many-particle system on the high-energy scale, an effective model covers only those degrees of freedom which are essential for the low-energy physics. While the high-energy degrees of freedom are integrated out, they influence the low-energy degrees of freedom due to a renormalization of the effective coupling constants. In particular, the concept of the quasi-particle allows for the description of a strongly-interacting many-particle excitations in terms of a simple objects with similar degrees of freedom as a dispersive elementary particle, which gives rise to phenomena like quasi-particle bound states or quasi-particle decay. This thesis aims at the application and methodological improvement of a systematic and well-controlled framework to derive effective low-energy models, denoted as Continuous Unitary Transformations (CUT). In this method, a Hamiltonian is mapped continuously to an effective basis, in which the low-energy degrees of freedom can be interpreted as quasi-particles. Mathematically, the transformation is parametrized by a flow parameter and is represented as a differential equation, denoted as flow equation, while the direction of the transformation is controlled by the generator scheme. As foundation of our studies, we use the sCUT method, in which the types of possible interaction terms are fixed by a truncation scheme. In a common project, we established a new flavor of CUT, called epCUT. It allows us to derive the effective Hamiltonian in a perturbation series. In contrast to the already existent pCUT method, epCUT can handle system with a non-equidistant spectrum as well. Moreover, we discovered the deepCUT method, the non-perturbative twin of epCUT. While it bears large similarities to sCUT, it replaces the cumbersome definition of an appropriate truncation scheme by the order of the flow equation system. Compared to sCUT, deepCUT offers a larger robustness while the ambiguities of the truncation scheme are eliminated. My contribution comprises the computational, parallelized construction of the flow equation system as well. In another project, we investigated the breakdown of the conventional, particle-sorting generator schemes in system with strongly overlapping quasi-particle sub-spaces and identified the emergence of a spectrum unbounded from below due to truncation errors as origin of the divergence. As a testing ground, we used a system of two coupled bosonic degrees of freedom. To overcome these problems, we developed a family of three novel variational generator schemes, denoted as scalar, vectorial and tensorial optimization. After this, we investigated the dimerized, two-dimensional S=1/2 Heisenberg model with an emphasis on the quantum phase transition between a magnetically disordered and a magnetically ordered phase using sCUT. Parametrizing the starting point by a variational parameter, we were able to describe the spontaneous breaking of the SU(2) spin symmetry by CUT for the first time. We were able to calculate the ground state energy and the dispersion of triplons, and magnons, respectively, in both phases. However, we were not able to provide quantitative results for the spontaneous magnetization. Furthermore, we found a way to derive an optimal starting point for the integration of the flow equations that is independent on the particularities of the model and does not require a parametrization by a variational parameter. As a further application, we analyzed the S=1 Heisenberg chain by means of deepCUT. To this end, we mapped the system to an extended S=1/2 Heisenberg ladder with the help of a variational parameter. Using the variational generator schemes developed before, we were able to decouple the low-energy spectrum and to calculate spectral densities. In this investigation, we found an indication for a S=0 bound state. Furthermore, we were able to find some signs of spontaneous quasi-particle decay, but a quantitatively correct description is pending., Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile - so ließe sich das Grundproblem der Physik kondensierter Materie in aller Kürze zusammenfassen. Auch wenn das Verhalten aller Grundbausteine im Detail bekannt ist, so können sich durch starke Wechselwirkungen vieler Teilchen untereinander neuartige, kollektive Phänomene ergeben, die sich durch das Studium der einzelnen Bestandteile nur schwerlich verstehen. Einen Ausweg aus dieser Problematik bieten effektive Modelle: Anstatt ein komplexes System mit vielen Freiheitsgraden auf hohen Energieskalen vollständig zu beschreiben, bildet ein effektives Modell nur die Freiheitsgrade ab, die bei niedrigen Energien wichtig sind. Hochenergetische Freiheitsgrade werden aus dem effektiven Modell weggelassen, ihre indirekten Auswirkungen auf niedrige Energien aber durch modifizierte, effektive Wechselwirkungen berücksichtigt. Als besonders hilfreich hat sich in der Festkörperphysik das Modell des Quasiteilchens erwiesen: Eine Anregung eines Systems vieler, stark wechselwirkender Teilchen wird durch ein Objekt beschrieben, das sich wie ein einzelnes Elementarteilchen bewegen, Bindungen eingehen und zerfallen kann. Die vorliegende Arbeit widmet sich dem Einsatz und der Verbesserung eines Verfahrens zur systematischen, kontrollierten Ableitung effektiver Niederenergiemodelle: Die Methode der kontinuierlichen, unitären Transformationen (englisch: Continuous Unitary Transformations, CUT). Hierbei wird der Hamiltonoperator eines physikalischen Systems kontinuierlich durch Lösen einer Differentialgleichung, der Flussgleichung, in eine effektive Darstellung überführt, bei der die Niederenergiefreiheitsgrade als Quasiteilchen interpretiert werden können. Die Art der Transformation wird hierbei über das Generatorschema der CUT gesteuert. Als Näherung geht in der sCUT (selbstähnliche CUT, englisch: self-similar CUT), der hier als Grundlage dienenden Variante, das Trunkierungsschema ein. Als methodische Verbesserung wurde in einem gemeinsamen Projekt eine neue Variante der CUT, genannt (erweiterte perturbative CUT, englisch: enhanced perturbative CUT), etabliert, die eine Beschreibung des effektiven Hamiltonoperators des Systems als Reihe im Sinne einer Störungsrechnung bis zu einer vorgegebenen erlaubt. Dieser Ansatz ist allgemeiner als die bereits existierende pCUT Methode (perturbative CUT, englisch: perturbative CUT), da sich auch Systeme mit nicht äquidistantem Energiespektrum behandeln lassen. Darüber hinaus wurde mit deepCUT (direkt ausgewertete epCUT, englisch: directly evaluated epCUT) eine verwandte, nichtperturbative Methode entdeckt, die der sCUT ähnelt, aber das komplizierte Trunkierungsschema durch die Ordnung im Sinne einer epCUT-Rechnung ersetzt. Die deepCUT zeichnet sich hierbei gegenüber der sCUT durch eine höhere Robustheit und geringere Mehrdeutigkeit aus. Einen besonderen Anteil meiner Arbeit nahm hierbei die rechnergestützte, parallelisierte Implementierung des Aufstellens der Flussgleichungen. In einem weiteren Projekt wurde das Versagen der bisher üblichen teilchensortierenden Generatoren in Systemen mit stark überlappenden Quasiteilchenräumen untersucht und das Auftreten eines zu niedrigen Energien unbeschränkten Spektrums als Ursache festgestellt. Als Beispielsystem dienten hierbei zwei gekoppelte bosonische Freiheitsgrade. Daraufhin entwickelten wir eine Familie aus drei neuartigen Generatorschemata, die skalare, vektorielle und tensorielle Optimierung, die diese Probleme umgehen. Danach untersuchten wir das dimerisierte, zweidimensionale S=1/2 Heisenberg mit besonderem Schwerpunkt auf dem Quantenphasenübergang zwischen der magnetisch ungeordneten und der magnetisch geordneten Phase mittels sCUT. Durch Parametrisierung des Startpunktes mit einem Variationsparameter gelang uns erstmals die Beschreibung der spontanen Brechung der kontinuierlichen SU(2) Spinsymmetrie mittels CUT. Wir konnten die Grundzustandsenergie und die Disperisionsrelationen der Triplonen und Magnonen in beiden Phasen bestimmen, erhielten jedoch keine zufriedenstellenden Resultate für die spontane Magnetisierung. Ferner entwickelten wir in einem verwandten, eindimensionalen System ein Verfahren, um modellunabhängig und ohne Parametrisierung durch einen Variationsparameter einen optimalen Startzustand zu wählen. Als weitere Anwendung analysierten wir die S=1 Heisenbergkette mittels deepCUT. Hierzu bildeten wir das System unter Einführung eines Variationsparameters auf eine S=1/2 Heisenbergkette ab. Unter Verwendung der zuvor entwickelten variationellen Generatorschemata gelang uns trotz des starken Überlapps zwischen Zwei- und Dreiteilchenraum die Entkopplung des Niederenergiespektrums und die Berechnung spektraler Dichten. Wir fanden hierbei Anhaltspunkte für einen gebundenen S=0 Zustand. Weiterhin konnten wir wichtige Merkmale für den Zerfall eines Triplons in zwei Triplonen nachweisen; eine vollständige und quantitative Beschreibung steht jedoch noch noch aus.

Diese Arbeit mit dem Titel "Statische und dynamische Eigenschaften komplexer Flüssigkeiten aus Molekulardynamiksimulationen" behandelt einige Aspekte des Ableitens von Flüssigkeitseigenschaften aus Molekulardynamiksimulationen. Kapitel 1 ist eine Einleitung in die Methode der Molekulardynamiksimulation. Es beschreibt die theoretische Grundlage für diese Simulationsmethode. Kapitel 2 erklärt die statistischen Methoden, die benutzt werden, um Struktur und Dynamik von Flüssigkeiten zu beschreiben, während Kapitel 3 die Strukturbeschreibung von Flüssigkristallen einführt. Kapitel 4 ist das erste Kapitel, das Ergebnisse der Doktorarbeit enthält und ist eine Erweiterung der Diplomarbeit des Authors: Durch die sehr gute Übereinstimmung von Messungen an Salzschmelzen mit Molekulardynamiksimulationen, die ein einfaches Paarpotential nutzen, werden zusätzliche Konsequenzen für die Auswertung der Experimentaldaten beschrieben. Anisotrope Diffusion von Flüssigkristallen wird in Kapitel 5 beschrieben; insbesondere single-file Diffusion in kolumnaren Diskotenphasen wird erforscht. Kapitel 6 behandelt die isotrope-nematische Phasengrenze. Einige Verfahren, die Position der Phasengrenze in Simulationen zu erfassen, werden diskutiert. Abschließend wird eine Methode diskutiert, die die Oberflächenspannung aus der Simulation erfassen kann, ohne die Phasengrenze direkt zu bestimmen. Die jüngeren Entwicklungen im Bereich der Zellenlistenalgorithmen werden in Kapitel 7 diskutiert. Durch einen zusätzlichen Sortierschritt kann die Anzahl der ausgewerteten Paarabstände reduziert werden und verbessert so das Skalierungsverhalten für Dichte und Wechselwirkungsreichweite des Systems. Ein Weg, wie der optimale Algorithmus während der Laufzeit der Simulation ausgewählt werden kann, wird vorgeschlagen.

Eine Vielzahl physikalischer Größen binärer und mehrkomponentiger Legierungsschmelzen weisen starke und zusammensetzungsabhängige Abweichungen vom idealen Lösungsverhalten auf, die anhand der in der Flüssigkeit eingestellten kurz- und mittelreichweitigen Ordnung plausibel erklärt werden können. Die vorliegende Arbeit hat zum Ziel, anhand von Röntgen- und Neutronenstreuexperimenten die atomare Struktur ausgewählter Legierungsschmelzen zu beschreiben und in Relation zu in der Literatur vorgestellten Untersuchungen der thermophysikalischen Eigenschaften zu diskutieren. Die Resultate der Streuexperimente werden unter anderem durch die Anwendung von Assoziatvorstellungen interpretiert. Weiterführend nimmt die Bestimmung und Analyse partieller Strukturfaktoren und Paarverteilungsfunktionen einen besonderen Stellenwert ein. Binäre Ag-Cu Legierungsschmelzen sind chemisch ungeordnet, die Nahordnung wird praktisch ausschließlich durch topologische Effekte bestimmt. Dem stehen sowohl die halbleitenden As-Se-Legierungen, als auch die metallischen Cu-Ge-, Al-Ni- und Ni-Si- Legierungsschmelzen gegenüber, die eine zum Teil sehr ausgeprägte chemische Ordnung aufzeigen.

Der erste Teil der Dissertation beschäftigt sich mit der Evaluierung der Zusammensetzung ternärer Quantenwell-Strukturen (QW). Dies erfolgt mit Hilfe der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) und zwar unter Verwendung der Dunkelfeldabbildung mittels des chemisch sensitiven 002 Strahls. Die Zusammensetzungen, die mit den Dunkelfeldabbildungen und Strukturfaktorberechnungen bestimmt wurden, wurden mit Zusammensetzungswerten, die aus dynamischen Simulationen von hochauflösenden Röntgenbeugungsmessungen (HRXRD) erhalten wurden, verglichen. In verschiedenen ternären Materialsystemen führen die simulierten Dunkelfeldintensitäten, die auf der Näherung virtuell perfekter Kristalle basieren, zu einer fehlerhaften Abschätzung der Zusammensetzungen. Die Genauigkeit kann mit der Einführung der statischen Verschiebungen (SAD) der ersten Nachbaratome verbessert werden. Die SAD Werte und die Strukturfaktoren verschiedener Zinkblende-Materialien wurden mit der Valence Force Field (VFF) Methode berechnet. Die Genauigkeit der VFF-Methode wurde mit ab initio Dichtefunktionaltheorie-Berechnungen (DFT) bestätigt. Zur Berechnung der Bindungsverzerrungen des Kristalls wurde auch eine einfache Formel vorgeschlagen. Fremdatome mit kleinen kovalenten Radien in GaAs und GaP, wie Bor oder Stickstoff, verursachen die größten Verschiebungen der Nachbaratome. Bei der Berechnung der Strukturfaktoren werden die atomaren Streufaktoren üblicherweise mit der isolierten Atom-Näherung berechnet. Die verfeinerten Strukturfaktorberechnungen dieser Arbeit berücksichtigen atomare Streufaktoren, die mittels der DFT-Methode berechnet werden. Es gibt allerdings eine unerhebliche Veränderung der korrigierten Streufaktorwerte. Der zweite Teil der Dissertation stellt den Optimierungsprozess des heteroepitaktischen Dünnschichtwachstums von GaP mittels Metallorganischer Gasphasenepitaxie (MOVPE) auf Si-Substraten dar. Das GaP/Si Materialsystem ist aufgrund seiner niedrigen Gitterfehlanpassung ein mögliches Glied im Transfer des Direkthalbleitermaterials Ga(NAsP) auf Si Substrate. Da die Gitterfehlanpassung des GaP/Si Materialsystems niedrig ist, erscheinen Defekte aufgrund der Relaxation des Gitters nicht in dünnen Schichten. Eine Zielsetzung der Dissertation war die Identifizierung, die Beschreibung des Verhaltens und die Unterdrückung der Planardefekte (Antiphasengrenzen (APB), Stapelfehler (SF) und Mikrozwillinge (MT)). Um die kristallinen Schichten abzubilden und strukturelle Information zu erhalten, wurden verschiedene Techniken der TEM benutzt. Die Antiphasendomänen (APD) wurden mit konventionellen Techniken wie Dunkelfeldabbildungen mittels der 002 und 00-2 Strahlen untersucht. Die Simulationen der Strahlintensitäten haben gezeigt, dass die 111-Strahlen für die Abbildung der Antiphasendomänen in dünneren TEM-Probenbereichen auch geeignet sind. Um eindomäniges Material herzustellen, wurden folgende Phänomene ausgenutzt: einerseits die Bildung von Doppelstufen an der Si (001) Oberfläche, anderseits die Selbstannihilation der entstandenen Antiphasendomänen. Die Morphologie der Si (001) Oberfläche wurde mittels Rasterkraftmikroskopie (AFM) untersucht. Die Antiphasenstruktur der GaP Dünnschichten wurde mit der Monostufenstruktur der ausgeheizten Si-Bufferschicht korreliert. TEM Querschnitts- und Aufsichtsuntersuchungen mit kristallphasensensitiven Dunkelfeldabbildungen im Vergleich mit den AFM-Studien haben bestätigt, dass die Monostufen der Si-Oberfläche der Ursprung der APBs sind. TEM Querschnittsuntersuchungen haben gezeigt, dass kleine selbstannihilierende Antiphasendomänen sich auch an der Terrassen der Si-Oberfläche entwickelt haben. Der mögliche Ursprung dieser APBs wurde auch diskutiert. Die APBs, die von Monostufen entstanden sind, durchdringen bei niedriger Wachstumstemperatur (450°C) die ganze Schichtdicke. Bei höherer Wachstumstemperatur (575-675°C) sind diese APBs auf die {111} Kristallebene abgeknickt. Wenn der laterale Abstand der Si-Monostufen mittels optimierter Ausheizbedingungen und optimaler Fehlorientierung der Si-Substrate reduziert wurde, kam es in den unteren 30-50 nm der Schicht zu einer Annihilation dieser APBs. Das Material war im darüberliegenden Bereich der Schicht dann eindomänig. Durch Untersuchungen mittels konvergenter Elektronenbeugung (CBED) wurde die Kristall-polarität bestimmt. Die Stapelfehler entstehen aus lokal begrenzten Bereichen der GaP/Si-Grenzfläche. Es wurden Stapelfehler und Mikrozwillinge an der P-terminierten {111} Ebene gefunden. Die Bildung der Stapelfehler kann mit dem lateralen Wachstum der 3D-nukleierten GaP-Inseln korreliert werden, wenn die Nukleation bei niedriger Temperatur in kontinuierlichem Wachstumsmodus stattfindet. Der genaue Ursprung der breiten Mikrozwillinge konnte nicht eindeutig erklärt werden, jedoch wurden planardefektfreie GaP-Dünnschichten mittels flussratenmodulierter Epitaxie (FME) hergestellt., The first part of the thesis presents compositional evaluation of ternary quantum well structures grown on GaAs and GaP substrates using the chemical sensitive 002 dark field imaging in Transmission Electron Microscopy (TEM). The composition retrieved by the dark field intensity measurements and the structure factor calculations were compared with compositional values of High Resolution X-Ray Diffraction (HRXRD) measurements and their dynamical simulations. In various ternary material systems, the compositional evaluation of dilute ternary quantum wells are erroneous, when determining the dark field intensities with the virtual crystal approximation. The estimates are more precise when the static atomic displacement (SAD) of the first neighbor atoms of the isovalent impurities are taken into account. The static atomic displacement and the structure factor of the various zincblende materials were calculated with the Valence Force Field (VFF) method. The correctness of the VFF method was proven with ab initio Density Functional Theory (DFT) calculations. A simple expression was proposed to calculate the bond distortions. It was found, that impurities in GaAs and GaP like boron or nitrogen introduce the largest values of static atomic displacement. Impurities which have covalent radii similar to the atoms of the host crystal do not distort the host lattice, hence can be described by the virtual crystal approximation. This is also the case when incorporating impurities above the dilute limit. When calculating the structure factors, the atomic scattering factors are usually taken into account by the isolated atom approximation. The refined structure factor calculations included the recalculation of the atomic scattering factors by DFT. However, the effect of the slight change in the atomic form factors was found to be a secondary factor in comparison to the SADs in the determination of the dark field intensities. The second part of the thesis demonstrates the optimization process of the heteroepitaxial thin-layer growth of GaP on Si substrates by Metal Organic Vapour Phase Epitaxy (MOVPE). This material system could be the link in the transfer of the direct band gap material Ga(NAsP) onto Si substrates. As the lattice mismatch of the GaP/Si material system is low, defects due to lattice relaxation do not occur in thin layers. The main defect types that arise are planar defects: antiphase boundaries (APBs), stacking faults (SFs) and microtwins (MTs). The main objectives of the thesis were the identification, the description of the evolution and the suppression of these defects. To image the antiphase related crystal domains (APDs), Transmission Electron Microscopy (TEM), such as dark field imaging with the 002 and 00-2 reflections was used. The usage of the different {111} reflections was found to be suitable also for imaging antiphasing in thinner TEM sample regions. The efforts to deposit single phase material were made exploiting two phenomena: the evolution of double steps on the Si (001) surface and the self-annihilation of the formed APDs. The Si surface morphology was investigated by Atomic Force Microscopy (AFM). The APD structure of the GaP thin layers was correlated to the monostep morphology of the annealed Si-buffer. Cross sectional and plan view TEM investigations with crystal phase sensitive dark field imaging in comparison with the AFM studies proved the monostep edges of the Si surface to be the origin of APBs. Cross sectional TEM revealed, that small APDs formed also on the terraces of the Si surface, which always self-annihilated. Their possible origin is also discussed. The APBs of the first type penetrated through the whole GaP layer when the growth temperature was low (450°C). At higher growth temperature (575-675°C) they kinked and were laying mainly on the {111} planes. When the lateral separation of the monosteps was lowered by optimizing the annealing conditions of the Si substrate and choosing its right slight misorientation, the APBs showed self annihilation in the first 30-50nm of the layer thickness. Above this layer thickness the GaP material was single phase. The crystal polarity of the non-centrosymmetric GaP crystal was revealed by Convergent Beam Electron Diffraction (CBED). Stacking faults and microtwins were identified in cross sectional and plan view weak beam and high resolution TEM imaging. The stacking faults were found to be originating from laterally confined regions of the heterointerface and laying on the P-terminated {111} planes. Thicker bands of microtwins were also found on the P-terminated {111} planes with a width of up to 1000 nm. The formation of stacking faults was attributed to the lateral growth of the nucleated GaP islands when using continuous nucleation scheme at low temperature. The exact origin of the wide microtwins was not revealed, however both stacking fault - and microtwin - free GaP layers were deposited using Flow Rate Modulated Epitaxy (FME).

In dieser Arbeit wurden elektronische Transporteigenschaften ungeordneter metallischer und isolierender Materialien untersucht. Es wurde gezeigt, dass die zugrunde liegende Vielfachstreumethode für Schichten (LKKR) auch auf isolierende Materialien angewendet werden kann. Als isolierendes Material wurde amorphes Silizium gewählt. Für die Strukturmodellierung wurde ein spezieller RMC-Algorithmus für Netzwerke entwickelt. Um eine Lücke in der elektronischen Zustandsdichte zu erhalten, wurden diese Strukturen anschließend mit einer MD-Methode relaxiert. Zur Charakterisierung der dabei auftretenden mittelreichweitigen Strukturänderungen wurde ein analytisches Modell des Strukturfaktors aufgestellt. Die Verbindung zwischen elektronischen und strukturellen Defekten beim Übergang von den metallischen Ausgangsnetzwerken zu den isolierenden amorphen Siliziumstrukturen wurde untersucht. Die Winkelschwankung, unterkoordinierte Siliziumatome und ein spezieller topologischer Defekt wurden als Ursache für elektronische Defekte bei der Fermienergie identifiziert. Für die Widerstandsberechnung wurde vom Stromfluss durch einen quasi-eindimensionalen Draht ausgegangen (Landauer-Büttiker-Ansatz). Für ein stark streuendes Modellsystem (amorphes Eisen) wurde gezeigt, dass dieser Ansatz auch bei kohärenter Vielfachstreuung einen längenproportionalen Widerstand für kleine Drahtlängen liefert. Für metallische Materialien kann die Leitfähigkeit aus der Längenabhängigkeit des Drahtwiderstandes bestimmt werden. Zwei Erweiterungen dieses Landauer-Büttiker-Ansatzes für eine unvollständige Berechnung der kohärenten Streuung wurden in dieser Arbeit abgeleitet. Der direkte Einfluss der Struktur für schwache Streuer wurde in Einfachstreunäherung untersucht. Im Grenzfall eines Mediums führt die abgeleitete Leitwertformel auf die Zimanformel für den spezifischen Widerstand. Die Widerstandsberechnung wurde außerdem auf inkohärente Streuung erweitert, so dass auch für isolierende Materialien eine Leitfähigkeit bestimmt werden kann. Im Gegensatz zu ungeordneten Metallen verschwindet die Leitfähigkeit bei verschwindender inkohärenter Streuung, so dass metallische und isolierende Materialien unterschieden werden können. Der unordnungsinduzierte Metall-Isolator-Übergang (Anderson-Übergang) wurde für amorphes Nickelsilizid betrachtet. %Die bestimmte kritische Nickelkonzentration liegt wegen der %im Vergleich zu amorphen Silizium fehlenden Relaxierung der Strukturen %unterhalb experimenteller Werte. Wegen des geringen Querschnitts der Drähte tritt metallisches und isolierendes Verhalten parallel auf. Die notwendige Mittelung führt zu einer abnehmenden Leitfähigkeit bei abnehmender inkohärenter Streuung auch für metallische Proben. Dieses Verhalten wird in dreidimensionalen Systemen mit schwacher Lokalisierung in Verbindung gebracht.

The atomic dynamics in liquids is still a challenging subject. The objective of this thesis was to study how the dynamics depends on the TYPE of the atomic interaction. Dynamic properties extracted from inelastic neutron scattering experiments on three binary systems clearly show a discontinous behaviour in the transition from a pure metallic to an ionic and partly covalent bonding regime. Further, results of Monte-Carlo simulations of a new type of spectrometer, a Neutron-Brillouin-Spectrometer, that is currently under construction, are presented. In dieser Arbeit wurde der Einfluss der Art der zwischenatomaren Wechselwirkung auf die atomare Dynamik in Fluessigkeiten untersucht. Dafuer wurden geeignete binaere Systeme ausgewaehlt und deren Dichtefluktuationen mittels unelastischer Neutronenstreuung gemessen. Neben den teilweise bekannten strukturellen Veraenderungen, die beim Uebergang von rein metallischen zu ionischen und teilweise kovalenten Bindungen auftreten, konnten vor allem die Auswirkungen wechselnder Bindungsverhaeltnisse auf eine Reihe dynamischer Eigenschaften nachgewiesen werden. Besonders hervorzuheben sind dabei der Nachweis eines Hochfrequenzbandes im Frequenzspektrum des fluessigen RbSb sowie in den fluessigen Na-Sn Legierungen die Aufspaltung der aus der longitudinalen Stromkorrelationsfunktion abgeleiteten Dispersion in zwei Baender, die die verschiedenartige Dynamik der unterschiedlich schweren Komponenten widerspiegeln. Desweiteren werden in dieser Arbeit Ergebnisse umfangreicher Monte-Carlo Simulationen fuer ein im Bau befindliches neuartiges Neutronen-Brillouin-Spektrometer vorgestellt.

Im Mittelpunkt dieser Arbeit steht die Untersuchung der kollektiven Dynamik des binaeren Systems Rb-Sb im fluessigen Zustand. Die dynamische Struktur wurde fuer zwei Zusammensetzungen durch inelastische Neutronenstreuung bestimmt. Die daraus ermittelten Dispersionsrelationen geben Aufschluss ueber die kollektiven Anregungen im System. Um kuenftig noch bessere Experimente durchfuehren zu koennen, wurden die Parameter eines neues Neutronen Brillouin Spektrometers mittels Monte-Carlo Simulation optimiert. In the first part of this report the collective atomic dynamics of liquid Rb-Sb is discussed. The dynamic structure factors were measured by inelastic neutron scattering. The resulting dispersion relations show how the dynamics of this system alters with the change in the interatomic potential. To improve the experimental part the setup of a new neutron Brillouin spectrometer was optimized by a Monte-Carlo simulation. These results are presented in the second part.