This thesis investigates the interplay between reduced dimensionality, electronic structure, and interface effects in ultrathin metal layers (Pb, In, Al) on a variety of substrates (Si, Cu, graphite). These layers can be grown with such a perfection that electron confinement in the direction normal to the film leads to the occurrence of quantum well states in their valence bands. These quantum well states are studied in detail, and their behaviour with film thickness, on different substrates, and other parameters of growth are used here to characterise a variety of physical properties of such nanoscale systems. The sections of the thesis deal with a determination of quantum well state energies for a large data set on different systems, the interplay between film morphology and electronic structure, and the influence of substrate electronic structure on their band shape; finally, new ground is broken by demonstrating electron localization and correlation effects, and the possibility to measure the influence of electron-phonon coupling in bulk bands.
In dieser Dissertation wird die Wechselwirkung zwischen Dimensionalität, elektronischer Struktur und Grenzflächeneffekten in ultradünnen Metallschichten (Pb, In, Al) auf verschiedenen Substraten (Si, Cu, Graphit) untersucht. Derartige Schichten können so perfekt erzeugt werden, daß das Confinement der Elektronen in der Richtung senkrecht zur Schicht die Aufspaltung des Valenzbandes in Quantentopfniveaus zur Folge hat. Diese Quantentopfniveaus werden im Detail untersucht, und ihre Abhängigkeit von Schichtdicke, der Art des Substrates, und anderen Wachtumsparametern wird benutzt, um eine Reihe von Eigenschaften derartiger Nanosysteme zu charakterisieren. Die Abschnitte der Dissertation legen eine Analyse der Energien der Quantentopf-Zustände für ein große Anzahl von Systemen vor, analysieren die Einwirkung der elektronischen Struktur auf die Morphologie des Schichtwachstums, und klären den Einfluß der Substrat-Bandstruktur auf die Dispersion der Zustände; schließlich wird der bisher noch nicht untersuchte Einfluß von Lokalisierung und Korrelation der Zustände sowie der Elektron- Phonon-Kopplung in Volumenbänden behandelt.
