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Zusammenfassung:
Diese Arbeit umfasst drei thematische Schwerpunkte: (1) die theoretische Beschreibung und Erklärung der Infrarot-Aktivität von auf einer Silberoberfläche adsorbiertem Naphthalin-tetracarbonsäuredianhydrid (NTCDA) aufgrund eines dynamischen Ladungsübertrags, (2) die Berechnung des temperatur- und druckabhängigen Bedeckungsgrades einer Si(001)-Oberfläche im Wasserstoffstrom auf Grundlage diverser Modelle (ab initio-Thermodynamik, Phononenrechnungen) und (3) die elektronische Struktur komplexer 13/15-Halbleiter mit dem Ziel, akkurate Bandstrukturen als Ausgangspunkt für die Berechnung optischer Eigenschaften zu berechnen. Im ersten Schwerpunkt konnte in Ergänzung zu experimentellen Befunden und Modellrechnungen ein ab initio-Nachweis des dynamischen Ladungstransfers über eine Grenzfläche als Ursache für die IR-Aktivität bestimmter Schwingungsmoden am System NTCDA/Ag(111) erbracht werden. Dieser Nachweis konnte durch Analyse partieller Zustandsdichten und der Partialladungen ausgelenkten Strukturen geführt werden. Im zweiten Schwerpunkt wurde die Bedeckung der Si(001)-Oberfläche mit Wasserstoff unter den bei Epitaxieverfahren vorherrschenden Bedingungen untersucht. Im Vergleich verschiedener Ansätze zeigte sich, dass die Betrachtung von Oberflächenphononen für die freie und mit einer Monolage bedeckte Oberfläche mit Interpolation für intermediär bedeckte Strukturen eine gute Übereinstimmung mit einer experimentellen Studie zeigt. Dieser Befund kann als Ausgangspunkt für Adsorptionsstudien unter Epitaxiebedingungen verwendet werden. Schließlich wurde eine Vorgehensweise implementiert, um die Bandstrukturen komplexer 13/15-Halbleiter zu berechnen und Parameter im Rahmen der kp-Theorie zu bestimmen. Dazu werden die Bandstrukturen der Superzellen zunächst entfaltet. Durch Variation werden anschließend die Parameter bestimmt, mit denen die Bandstruktur am besten wiedergegeben werden kann. Diese können für die Berechnung der optischen Eigenschaften von Quantenfilm-Überstrukturen angepasst werden. In diesem Zusammenhang wurden auch die Bandlücken verdünnter Nitride, die lange Zeit eine Herausforderung darstellten, einer akkuraten Berechnung zugänglich gemacht.

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