Granulare Nanokomposite sind Verbundmaterialien, bei denen eine der Phasen aus nanometergroßen, kornartigen Partikeln gebildet wird. Diese Nanopartikel sind in eine zweite Phase, die Matrix, eingebettet. Granularen Nanokompositen wird ein großes Potential für das Hervorbringen neuartiger, per Herstellungsprozess einstellbarer Eigenschaften zugeschrieben, was sie zu einer für die Forschung sehr interessanten und vielversprechenden Materialklasse macht. Im einfachsten Fall lassen sich granulare Nanokomposite mittels Co-Deposition zweier nicht mischbarer chemischer Elemente erzeugen. Die Nanopartikel bilden sich dann aus den Atomen eines der beiden aufgebrachten chemischen Elemente; die zurückbleibenden Atome des anderen Elements bilden die Matrix. Dieser Prozess des Seigerns kann durch Anlassen der Probe unterstützt werden. Die Atome, die die Nanopartikel bilden sollen, können auch mittels Ionenimplantation in einen bereits fertig aufgewachsenen Film oder in die Oberfläche eines Wafers eingebracht werden. Der Nachteil dieser beiden Herangehensweisen ist aber, dass sie eben nur auf solche nicht mischbaren Materialsysteme angewendet werden können. Des Weiteren sind auch den einstellbaren Mischungsverhältnissen und den erzielbaren Partikelgrößen Grenzen gesetzt. Eine interessante Alternative zu Co-Deposition und Ionenimplantation ist, das Matrixmaterial auf ein Substrat aufwachsen zu lassen während gleichzeitig vorgefertigte, kugelförmige Nanopartikel auf dieses abgeschieden und so in das Matrixmaterial eingebettet werden. Solche vorgefertigten Nanopartikel werden als Cluster bezeichnet, die erzeugten Nanomaterialien entsprechend als Cluster-basierte Nanokomposite. Der große Vorteil dieses speziellen Co-Depositions–Ansatzes ist, dass sich mit ihm auch Nanokomposite aus Elementen, die ineinander zumindest teilweise löslich sind oder miteinander kristallographische Phasen bilden können, erzeugen lassen – sogenannte Nichtgleichgewichtskompositionen. Dass die Nanopartikel bereits als solche deponiert werden anstatt dass sie sich im Film erst noch bilden müssen, macht den Herstellungsprozess zudem kontrollierbarer. Ein Höchstmaß an Kontrollierbarkeit wird erreicht, wenn die vorgefertigten Cluster unmittelbar vor der Deposition noch eine Größenselektion durchlaufen. Genau dieser Ansatz findet in der vorliegenden Thesis Anwendung. Hier werden Nanokompositfilme aus Fe-Clustern in Ge-Matrix und Nanokompositfilme aus Fe-Clustern in Ag-Matrix untersucht, die mit einem Clusterionenstrahl-Depositionssystem erzeugt werden, das mit lediglich ±10% Massenabweichung vom Sollwert eine hohe Größenselektivität aufweist. Die erzeugten Fe-Cluster sind nur wenige Nanometer groß und aufgrund dessen superparamagnetisch. Das zentrale Ziel der Thesis ist, die Abhängigkeit der physikalischen Eigenschaften der erzeugten Cluster-basierten Nanokomposite von der Größe der eingebetteten Cluster und deren Konzentration zu untersuchen, allen voran die der Transporteigenschaften und die der magnetoresistiven Eigenschaften. Als erstes werden die Fe-Ge–Nanokomposite untersucht. In diesem Zuge werden auch der Herstellungsprozess und die verschiedenen Messungen beschrieben. Das Einbetten der magnetischen Fe-Nanopartikel in einen Halbleiter zielt darauf ab, die magnetischen und die halbleitenden Eigenschaften zu verschmelzen, um auf diese Weise magnetische Halbleiter zu erzeugen. Solche magnetischen Halbleiter definieren eine Klasse an Materialien, deren Eigenschaften zusätzlich zu – oder sogar anstelle von – einem elektrischen Feld mit einem Magnetfeld kontrolliert werden können. Sie sind deshalb essentiell wichtig für zukünftige Anwendungen im Bereich der Spintronik. Es werden zwei Serien Fe-Ge–Nanokomposit–Proben hergestellt. Eine, die Cluster aus 500 ± 50 Fe-Atomen enthält, und eine, die Cluster aus 1000 ± 100 Fe-Atomen enthält. Wie sich herausstellen wird, wächst das Ge unter den während der Co-Deposition herrschenden Bedingungen amorph auf. Des Weiteren wird ein auf die Herstellung mit dem Clusterionenstrahl-Depositionssystem abgestimmtes Probenlayout, das sich aus einer Co-Deposition–Maske und einem entsprechend angepassten Probenchip-Layout zusammensetzt, entwickelt. Die hergestellten Nanokompositproben werden mittels Widerstands- und Magnetowiderstandsmessungen in einem Kryostaten, mittels Rasterelektronenmikroskopie inklusive energiedispersiver Röntgenspektroskopie und mittels SQUID-Magnetometrie untersucht. Neben dem negativen, sättigenden magnetischen Tunnelwiderstandseffekt, der in der Größenordnung von 1% vorliegt, wird mindestens ein weiterer magnetoresistiver Effekt beobachtet, der im untersuchten Magnetfeldbereich |µ0 H| ≤ 6 T nicht sättigt. Einige magnetoresistive Effekte, die eine Erklärung für die gemachten Beobachtungen liefern könnten, werden diskutiert, jedoch bleibt der Ursprung des nicht sättigenden Effekts ungeklärt. Wie sich herausstellt, hängen der spezifische Widerstand und der magnetische Tunnelwiderstand der Fe-Ge–Nanokomposite vom gemittelten Abstand zwischen den Oberflächen benachbarter Cluster und nicht vom gemittelten Abstand zwischen ihren Schwerpunkten ab. Abschließend werden einige der Fe-Ge–Nanokompositproben im Vakuum sowie in wasserstoffgashaltiger Atmosphäre bei zwei verschiedenen Temperaturen schrittweise thermisch angelassen. Das Anlassen ändert die Struktur der Nanokomposite, was mit Veränderungen in den gemessenen Eigenschaften einhergeht. Die Veränderungen werden identifiziert und diskutiert. Als zweites werden die Fe-Ag–Nanokomposite diskutiert. Verglichen mit dem Fe-Ge–System ist das Fe-Ag–System ein in der Fachliteratur recht gut dokumentiertes Materialsystem. Insbesondere ist der Fachliteratur bekanntermaßen zu entnehmen, dass sowohl in geschichteten als auch in granularen Fe-Ag–Strukturen der Riesenmagnetowiderstandseffekt auftritt. Es gilt also zu untersuchen, ob sich die in der Fachliteratur dokumentierten Eigenschaften bestätigen lassen und ob sich dort zu findende Ergebnisse eventuell sogar verbessern lassen. Zusätzlich zu zwei Probenserien mit den bereits bei den Fe-Ge–Nanokompositen verwendeten Clustern aus 500 bzw. 1000 Fe-Atomen wird eine dritte Probenserie mit Clustern aus 1500 ± 150 Fe-Atomen hergestellt. In der Tat wird in diesen auch der Riesenmagnetowiderstandseffekt beobachtet – in Höhe von bis zu −6%. Der Effekt fällt stärker aus, je kleiner die eingebetteten Cluster sind. Zudem scheint es, als gäbe es ein Optimum hinsichtlich Größe und Konzentration der Cluster in der Matrix, bei dem ein maximaler Riesenmagnetowiderstandseffekt erzielt wird. Im Gegensatz zu den Fe-Ge–Nanokompositen kann hier aber keine eindeutige Abhängigkeit der gemessenen Eigenschaften weder von der Fe-Konzentration noch vom gemittelten Abstand zwischen den Oberflächen benachbarter Cluster beobachtet werden. Zusätzlich zur Herstellung und Erforschung der Fe-Ge– und Fe-Ag–Nanokomposite wird eine Anlage, die Laserablation und Inertgaskondensation kombiniert, entworfen und aufgebaut. Im Gegensatz zu anderen Herstellungstechniken sind per Laserablation erzeugte Partikel größtenteils ungeladen. Zudem lassen sich per Laserablation auch Nanopartikel aus elektrisch nicht leitenden Materialien herstellen. Entsprechender Weise liegt die ursprünglich für die Anlage vorgesehene Verwendung im Forschungsfeld der Beugungsexperimente mit Materiewellen. Prinzipiell kann die Anlage aber auch für die Herstellung Cluster-basierter Materialien verwendet werden. Jedoch wurden mit der Anlage bis dato weder Experimente in dem einen noch in dem anderen Forschungsfelder durchgeführt. Daher werden lediglich ihre Funktionsweise und ihr momentaner Zustand beschrieben. Der Beschreibung folgt abschließend eine kurze Analyse einer Testprobe aus Ag-Nanopartikeln, die mit der Anlage erzeugt wurden.