Defect complexes interplay and its influence on the hyperfine structure of hydrogenated TiO2 Die Bestimmung von Faktoren welche die Kinetik von photokatalytischen Prozessen beeinflussen und das Nachvollziehen von deren Funktion in Übergangsmetalloxiden ist das Hauptthema beim Design von effizienten Materialien. Vorhergehende Studien haben gezeigt dass Punktdefekte wie zum Beispiel Substitutionsatome Zwischengitteratome und Leerstellen einen wesentlichen Beitrag zur Bandstruktur und zu den chemischen Eigenschaften eines Materials beitragen. Die Veränderung dieser Eigenschaften beeinflusst die Performance von Materialien in gewissen Anwendungsbereichen stark. Die Erwartung dass ein fundamentales Verständnis von solchen Gitterdefekten positiv zur Aufklärung von deren Wirkung auf die Eigenschaften eines Materials beiträgt ist die treibende Kraft hinter theoretischer und praktischer Forschung an dotierten und reduzierten Materialien. Das Ziel dieser Dissertation ist die Veränderung der elektronischen Struktur von Rutil und Anatas TiO2 welche die Modellsysteme von Übergangsmetalloxiden darstellen unter der Beeinflussung von niedrigen Dotierungen mit Wasserstoff Eisen und Cadmium sowie den Einfluss von Punktdefekten zu untersuchen. Hierfür wurden Untersuchungen mir der Gestörte y y Winkelkorrelation (englisch: time differential perturbed angular correlation oder PAC) Methode gemeinsam mit Mössbauer Spektroskopie und Tracer Diffusionsexperimenten durchgeführt welche durch theoretische Studien und Untersuchungen mit Standardmethoden ergänzt wurden. Des Weiteren präsentiert der Autor einen neuen Versuchsaufbau zur Durchführung von Emissions Mössbauer Messungen (eMIL) welches während dieser Arbeit entwickelt und konstruiert wurde. Die beobachteten Ergebnisse zeigen dass das Dotandenverhalten nicht leicht voraussehbar ist und das Cd als Dotand in monokristallinem Rutil nicht nur am Kationenplatz sitzt sondern dass Anteile davon auch andere Umgebungen die von Leerstellenkonfigurationen beeinflusst werden besetzen. Beide entdeckten Probenumgebungen scheinen hohen Temperaturen zu wiederstehen allerdings sind Änderungen im Anteilverhalten sichtbar. Bei Emissions Mössbauer Messungen zeigen dünne Schichten von Anastase ein temperaturabhängiges Verhalten im gesamten Messbereich. Dies hat zur Folge dass zwei Anlass Stufen entstehen welche durch Leerstellenbewegung und deren Interaktion mit Ti Zwischengitteratomen hervorgerufen werden. Die Oxidationsstufe Fe3+ welche eine Spin Gitter Relaxation zeigt ändert sich durch Hydrierung. Dies impliziert dass Wasserstoff ein sogenannter flacher Donator ist. Experimente in einem bestimmten Temperaturbereich zeigen dass Leerstellen und Leerstellenansammlungen die Wasserstoffbewegung beeinflussen. Weitere PAC Experimente an den Temperaturwerten an denen die Wasserstoffbewegung startet zeigen eine Abhängigkeit des Verhaltens des Dotanden (Wasserstoff) zum Beispiel eine Kopplung mit Cd von der Hydrierungsstärke. Längere Hydrierungsdauern zeigen dass nach Dotierungs bzw. Reduktionsprozessen Erholungseffekte folgen können. Die vorliegende Arbeit zeigt deutlich dass die Methoden der Hyperfeinwechselwirkungen Informationen über die Natur und das Verhalten von Defekten in Übergangsmetalloxiden bereitstellen können. Diese Ergebnisse können einfach evaluiert und mit detaillierten Dichtefunktionaltheoriesimulationen verglichen werden.