Das Standart-Modell zur Beschreibung von Observablen magnetischer Moleküle ist das Heisenberg-Modell. In diesem wird der Magnetismus des Superaustausches der Elektronen durch einfache bilineare Spin-Spin-Kopplungen beschrieben. Zur genaueren Approximation experimenteller Ergebnisse können, der jeweiligen Struktur des Moleküls entsprechend, verschiedene Erweiterungen des Heisenberg-Modells verwendet werden. Diese werden, explizit für das 4-Spin-System {Ni4Mo12}, in ihren Auswirkungen auf die Hochtemperatur-Nullfeldsuszeptibilität, die Nullfeldsuszeptibilität und die Hochfeldmagnetisierung betrachtet. Die wesentlichen Erweiterungen sind dabei die Einzelionen-Anisotropie, die Dzyaloshinskii-Moriya-Anisotropie und die allgemeinen Kopplungen zweiter Ordnung. Letztere stellen eine Verallgemeinerung der bekannten biquadratischen Kopplungen dar und werden im Rahmen eines magneto-elastischen Modells hergeleitet. Dabei ergeben sich unterschiedliche Einschränkungen der Kopplungsmatrix zweiter Ordnung für starre und flexible Molekülstrukturen. Speziell für {Ni4Mo12} entsprechen die Ergebnisse numerischer Simulationen von Messwerten einer Strukturänderung im externen Magnetfeld.

Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre général de l'étude des matériaux d'intercalation de type LiMO2 et LiM2O4 (M : métal de transition) utilisés comme matériaux d'électrode dans les batteries lithium-ion. La RMN du solide permet de caractériser l'environnement local du lithium dans ces matériaux, grâce à l'exploitation des interactions hyperfines dues à la présence d'une certaine densité d'électrons célibataires (déplacement de contact de Fermi) ou de conduction (déplacement de Knight) sur le noyau de lithium.<br />En suivant la transformation de la phase lamellaire LiNiO2 en phase spinelle LiNi2O4 par RMN du lithium, nous avons étudié la nature du signal asymétrique de LiNiO2 et l'influence de l'écart à la stoechiométrie du matériau, puis mis en évidence une mobilité électronique couplée à la mobilité ionique pour les phases désintercalées LixNiO2 en relation avec l'ordre Li/lacune et Ni3+/Ni4+, et enfin mis en évidence des défauts structuraux au sein de la spinelle LiNi2O4 obtenue par traitement thermique de Li0.5NiO2.<br />La RMN du lithium des phases intercalées issues des spinelles LiTi2O4 et Li4Ti5O12 a montré que Li2Ti2O4 est métallique avec un déplacement de Knight du signal de RMN du lithium identique à LiTi2O4, et que Li7Ti5O12 présente des signaux de nature intermédiaire entre déplacement de Knight et contact de Fermi.