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In der vorliegenden Arbeit wird aufbauend auf der Dissertation von M. Rauscher „Development of an Advanced Low Energy Focused Ion Beam System Based on Immersion Optics“ (Eberhard-Karls-Universität Tübingen, 2006) eine ionenoptische Säule mit Booster-Prinzip zur Erzeugung einer niederenergetischen Rasterionensonde entwickelt. Ein derartiges System erlaubt es abhängig von der gewählten Landeenergie zum einen, Probenmaterial mit rentabeln Bearbeitungszeiten ortsgenau abzutragen, ohne die umliegende Probe merklich zu schädigen, und zum anderen, ortsgenau Material auf der Probe abzulagern. Mit Hilfe ausführlicher Simulationen werden prinzipielle Designentscheidungen bezüglich der Komponenten der ionenoptischen Säule getroffen, die optimale Systemkonfiguration für eine Landeenergie von 1, 2 und 3 keV bestimmt und ein Vorgehen für die reale Systemjustage entwickelt. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf einer realistischen Beschreibung der Coulomb-Wechselwirkung, die im Fall einer niederenergetischen Rasterionensonde einen wesentlichen Einfluss auf das erreichbare Auflösungsvermögen ausübt. Ausgehend von diesen Ergebnissen werden allgemeine Designregeln für niederenergetische Systeme, in denen die Coulomb-Wechselwirkung einen großen Einfluss hat, abgeleitet. Anschließend werden sowohl die mit Hilfe der Simulationsergebnisse entworfenen Komponenten der ionenoptischen Säule (die Ventil- und Aperturblendeneinheit, der Rasterdoppelablenker mit überlagertem Justageablenker und Stigmator sowie die Objektivlinse) als auch der Laboraufbau selbst erläutert. Den Abschluss bilden die experimentellen Ergebnisse für eine Landeenergie von 1, 2 und 3 keV, die mit den entsprechenden Simulationen verglichen werden. In this study, based on the dissertation of M. Rauscher „Development of an Advanced Low Energy Focused Ion Beam System Based on Immersion Optics“ (Eberhard-Karls-Universität Tübingen, 2006) an ion optical column with booster principle for generation of a low-energy scanning ion probe is developed. Depending on the selected landing energy, such a system allows both precise removal of sample material with profitable processing times without damaging the surrounding sample appreciably and precise deposition of material on the sample. By means of elaborate simulations basic design decisions concerning the components of the ion optical column are made, the optimum system configuration for a landing energy of 1, 2 and 3 keV is determined and a method for the adjustment of a real system is developed. The main focus is directed towards a realistic description of the Coulomb interaction, which has significant influence on the achievable resolution in case of a low-energy scanning ion probe. Based on these results general design rules for low-energy systems, in which the Coulomb interaction has a great influence, are derived. Subsequently, both the designed components of the ion optical column (the column unit containing the vacuum valve and the adjustable aperture, the two-stage scanning deflector with superimposed alignment deflector and stigmator as well as the objective lens) and the experimental setup are presented. The study concludes with experimental results for a landing energy of 1, 2 and 3 keV, which are compared with the corresponding simulations.

In this thesis theoretical models for the description of optical properties of semiconductor quantum dots are developed. Particular attention is given to the inclusion of many-body effects. The carrier dynamics and spectral properties due to the many-body interactions are calculated using a non-equilibrium Green's function formalism. In particular, the simultaneous influence of the carrier-phonon and Coulomb interaction on scattering efficiency in a quantum-dot system is investigated. Furthermore, the interplay of structural properties and many-body interactions has a large influence on optical properties. By implementing a configuration interaction scheme, we find that the Coulomb interaction strongly enhances the ground-state transitions by partly neutralizing the quantum-confined Stark effect in nonpolar nitride quantum dots.

In dieser Arbeit wurden Cyclodextrine (CDs) mit Thioetherseitengruppen synthetisiert und deren Bindungspotential gegenüber Zytostatika bestimmt. Für Taxotere® konnte die Löslichkeit in Wasser um den Faktor 27 gesteigert werden, wodurch auf den Emulgator Tween 80 verzichtet werden kann. Von Idarubicin wurden erstmals CD Einschlussverbindungen hergestellt mit Stabilitätskonstanten bis zu 460000 M-1. Ausgehend von nativer Stärke wurden wasserlösliche Stärkecarboxylate durch Oxidation mit TEMPO synthetisiert. An diese wurden Pteroate als zellspezifische Liganden angeknüpft. Durch Kombination der wirkstoffbeladenen CDs mit entgegengesetzt geladenen Polymeren wurden definierte Nanopartikel (NP) erzeugt. Der Einfluss des Ladungsverhältnisses sowie der Einfluss des Salzgehalts und die Redispergierbarkeit wurden untersucht. Aufgrund der Größe (90 — 200 nm) eignen sich die Partikel gut für pharmazeutische Anwendungen. Im Gegensatz zu bisher bekannten NPs kann der Wirkstoff bei niedrigeren pH-Werten, wie sie im Endosom herrschen, freigesetzt werden. Es zeigte sich, dass die NPs spezifisch von Caco-2-zellen aufgenommen wurden und keinen Effekt auf Erythrozyten ausübten. Es wurden wichtige Fortschritte in Richtung eines molekularen Shuttles erzielt: Die synthetisierten CDs bilden stabile Komplexe mit Zytostatika und können weiter zu NPs umgesetzt werden. Diese bestehen nur aus ungiftigen, biologisch abbaubaren Komponenten, transportieren den Wirkstoff spezifisch zur Krebszelle und setzen ihn dort wieder frei. Cyclodextrin (CD) derivates with thioether groups were synthesized and their binding potential for cytotoxic drugs was determined. The solubility of Taxotere® was enhanced by a factor of 27, thereby eliminating the need of the emulsifier tween 80. No studies have been reported for the association of Idarubicin in CD derivatives till date. Binding constants up to 460000 M-1 with this drug moiety were reported for the first time. Furthermore native starch was oxidized with TEMPO to yield water-soluble derivatives, which were reacted with pteroic acid derivatives as cell-specific ligands for a targeted delivery. The synthesized CD derivatives were used to formulate nanoparticles (NPs) along with oppositely charged block-copolymers as well as the starch derivatives. Optimization of polyelectrolyte ratio as well as the influence of salt and dispersibility after freeze-drying was investigated to obtain stable NPs. As against the currently investigated nanoparticulate systems, the formulated NPs offer advantage of releasing the drug at the endosomal pH. It was shown, that these particles enter caco2-cells by endocytosis and show no toxicity to red blood cells. Thus the CD derivatives could be used in formulating non-toxic, biodegradable NPs with potential for application in targeted drug delivery to cancer cells, releasing the drug specifically at the endosomal pH. The results indicate the potential of the synthesized CDs and starch derivatives for further application as a molecular shuttle for site specific drug delivery.