This dissertation focuses on three separate studies. First, magnetization of the Mn12- acetate was studied by low temperature hysteresis loops and DC magnetization data on magnetically aligned Mn12-acetate micro-crystals. Secondly, Mn12-acetate thin films were fabricated and characterized by AFM and STM. Finally, magnetization of the film material was also studied. Enhanced alignment of Mn12-acetate micro-crystals as compared to prior studies was verified by observation of several sharp steps in low temperature hysteresis loops. It was found that ~ 0.5 T is sufficient to orient the micro-crystals in an organic solvent to a degree comparable to a single crystal. The degree of the alignment was controlled by varying the magnetic field at room temperature and during the cooling process. Subsequently, low temperature hysteresis loops and DC magnetizations were measured for each prepared orientation state of a sample. The high temperature magnetic anisotropy responsible for the alignment could not be measured, possibly due to its small magnitude. Mn12-acetate was deposited onto Si/SiO2 by a solution evaporation method. Atomic force microscopy studies revealed that 2 nm thick films of molecular level smoothness were formed. Mn12-acetate was also deposited onto a Highly Ordered Pyrolytic Graphite (HOPG) surface for scanning tunneling microscopy (STM) studies. A self-assembled triangular lattice was observed in the Mn12-acetate thin films by STM at room temperature under ambient conditions. These STM images show typical center to center intermolecular separations of about 6.3 nm and height corrugation of less than 0.5 nm. Magnetization measurements were not successful in Mn12-acetate thin films due to the small amount of material in the film and the large background signal from the substrate. Therefore, a sample for the magnetization measurements, called “film material”, was made by evaporating a dilute solution of Mn12-acetate powder in acetonitrile. Significant changes in magnetic properties of the film material were observed from magnetization measurements. The blocking temperature of the film material was found to increase to TB > 10 K at low magnetic fields.

The work presented herein describes efforts to synthesize and characterize cyanide-bridged molecular compounds with high-spin ground states. This investigation focused primarily on the assembly of hexacyanometallate units with convergent cationic metal complexes that are coordinated to capping ligands. In this manner, a family of related compounds was developed that serve as models for understanding the role of magnetic exchange interactions and anisotropy in nanomagnetic materials. The work presented in Chapter II describes the successful incorporation of the [Fe(CN)6]3- building block into planar geometries with nuclearities ranging from three to ten metal centers. In Chapter III, this methodology was optimized to yield two pentanuclear FeIII/NiII clusters, namely, the trigonal bipyramidal unit, {[Ni(tmphen)2]3[Fe(CN)6]2}, and the extended square, {[Ni(bpy)2(H2O)][Ni(bpy)2]2-[Fe(CN)6]2}. Magnetic measurements on pure phases of these samples revealed that each system exhibits ferromagnetic coupling between the L.S. FeIII and NiII centers, but neither exhibits slow paramagnetic relaxation effects down to T=2K. In Chapter IV, this chemistry was extended to the [Mn(CN)6]3-building block in order to increase magnetic exchange coupling and anisotropy in this cluster type, efforts that resulted in the isolation of the molecule, {[Mn(tmphen)2]3[Mn(CN)6]2}. This cluster exhibits intramolecular antiferromagnetic exchange interactions between the Mn centers which lead to an S=11/2 ground state and a negative ZFS value (D=-0.348 cm-1), parameters that support the experimental observation of Single-Molecule Magnet (SMM) behavior at low temperatures. A detailed investigation of the physical and structural properties of {[Co(tmphen)2]3[Fe(CN)6]2} in Chapters V and VI led to the realization that the cluster exhibits sensitivity to temperature and humidity. The molecule exists in three different electronic isomeric forms in the solid state and undergoes a charge-transfer induced spin-transition (CTIST) under the influence of temperature. The results presented in Chapter VI describe the behavior of this same cluster in solution, the highlight of which is the discovery that water reacts with the cluster to form a fourth electronic isomer. Finally, it is described in Chapter VII that this Co/Fe trigonal bipyramidal unit can be used as a building block for systematically incorporating three metal types into a family of 1-D chain and cluster compounds.

The syntheses, structures, and magnetic properties of a series of di/trivalent hydridotris(3,5-dimethylpyrazol-1-yl)borate (Tp*) cyanomanganates were investigated. Treatment of manganese(III)acetylacetonate with KTp* followed by tetra(ethyl)- ammonium cyanide affords [NEt4][(Tp*)MnII(acac)(CN)] (1). Attempts to oxidize 1 with iodine affords {(Tp*)MnII(κ2O-acac-CN)}n (7); a minor complex {[NEt4][(Tp*)MnII(κ2O-acac-3-CN)]2(µ-CN) (8) was also isolated. The manganese(II) complex [NEt4][(Tp*)MnII(κ2O-acac-3-CN)(κ1N -3-NC-acac)] (2) was obtained via treatment of Mn(3-acacCN)3 with KTp* and [NEt4]CN. [NEt4]2[MnII(CN)4] (3) was prepared via treatment of Mn(OTf)2 with excess [NEt4]CN. [NEt4][(Tp*)MnIII(CN)3] (4), is prepared via treatment of 4 with Mn(3-acacCN)3, KTp* and excess [NEt4]CN. [PPN][(Tp*)MnIII(CN)3] (5) is obtained via treatment of [PPN]3[MnII(CN)6] with (Tp*)SnBu2Cl. Combination of 4 with [MnII(bipy)2(OH2)2][OTf]2 afforded a tetranuclear rectangular cluster {MnIII 2MnII 2} (9). At low temperature, {MnIII2NiII2} (10) was prepared via treatment of 4 and [Ni(II)(bipy)2(H2O)2][OTf]2. Treatment of 4 with [CoII(bipy)2(OH2)2][OTf]2 at low temperature failed to give the desired {MnIII2CoII2} complex. Magnetic measurements indicate that 1, 2, and 7 contain high-spin isotropic MnII with no long-range magnetic order observed for 7 (T > 2 K); 4 contains low-spin MnIII that likely adopt an isotropic 3A2 spin ground state. Surprisingly 9 and 10 do not exhibit slow relaxation of the magnetization (for T > 1.8 K) despite the presence of significant molecular anisotropy.

Cette thèse décrit dans un premier temps la synthèse entièrement régiosélective de phtalocyanines tétra-(endo-alcoxy)-fonctionnalisées puis la formation de leurs complexes avec des ions métalliques. Dans un second temps sont étudiées leurs propriétés magnétiques, l'induction de mésophases colonnaires dans des gammes de températures convenables et avec des tailles modérées de substituants, ainsi que leur utilisation dans des diodes organiques. L'approche synthétique à suivre est la cyclo-tétramérisation de 3-(2-alkylalcoxy)-phtalonitriles suivie de la coordination d'un ion métallique. La symétrisation des chaînes aliphatiques dans le précurseur 3-alcoxy-phtalonitrile, en allant de 2 butyloctyl à 2-pentylheptyl, maintient la régiosélectivité et le mésomorphisme, tandis que les courtes chaînes 2-butylhexyl mènent à la formation d'un mélange de phtalocyanines régioisomères et à une plus grande tentance à la crystallisation. La combinaison de températures de clarification raisonnables avec un empilement colonnaire à température ambiante et avec une proportion assez importante de centres conjurés au sein de la masse moléculaire rend les deux premières séries de matériaux, c'est-à-dire MPc(OCH2CHBuHex)4, and MPc(OCH2CHPent2)4, potentiellement utiles comme transporteurs de charges uniformément orientables dans des dispositifs électroniques organiques. Nous démontrons que ces matériaux phtalocyanines tétra-α-alcoxy-substitués, représentés par H2Pc(OCH2CHBuHex)4, NiPc(OCH2CHBuHex)4 et CuPc(OCH2CHBuHex)4, mènent à des performances originales des dispositifs quand ils sont utilisés comme couche active organique dans des structures simples de diode ITO/PEDOT :PSS/PC/Al. Un redressement prononcé du courant est obtenu dans des diodes malgré l’alignement planaire prépondérant des colonnes dans les couches. Le ligand Pc tétra-α-alcoxy-substitué très soluble donne des molécules-aimants mononucléaires originales par coordination avec MnIII et DyIII. Remarquablement, l’isomère de symétrie C4h du complexe sandwich octa-alcoxy se forme sélectivement grâce aux subsistants encombrants sur les deux cycles Pc. / This thesis describes the fully regioselective synthesis of symmetric all-endo tetra-alkoxy-functionalized phthalocyanines and their metal ion complexes accompanied by induction of columnar mesophases in convenient temperature ranges at moderate substituent sizes, as well as their use in organic diodes and the study of their magnetic properties. The synthetic approach to follow is lithium-induced macrocyclization of 3-(2-alkylalkoxy)-phthalonitriles prior to transition meatl ion insertion. Symmetrization of the aliphatic chains in the 3-alkoxy-phthalonitrile precursor from 2-butylocytyl to 2-pentylheptyl maintains both the regioisomeric mixture during the cyclo-tetramerization and to a somewhat greater tendency to crystallization. The combination of attainable clearing temperatures with room temperature columnar stacking and with a relatively high content of conjugated core within the molecular mass makes the first two series of materials, i.e. MPc(OCH2CHBuHex)4, and MPc(OCH2CHPent2)4, potentially useful as uniformly orientable charge transposters in organic electronic devices. We establish that these tetra-α-alkoxy substituted phthalocyanine materials, as exemplified with H2Pc(OCH2CHBuHex)4, NiPc(OCH2CHBuHex)4 and CuPc(OCH2CHBuHex)4, lead to original device performances when applied as an active organic layer in simple ITO/PEDOT:PSS/PC/Al diode structures. A pronounced current rectification of the diodes is obtained despite the preponderantly planar alignment of the columns in the films. The highly soluble tetra-α-alkoxy-substituted Pc ligand, when combined with MnIII and DyIII, gives rise to original mononuclear single molecule magnets. Remarkably, the C4h-symmetric isomer of the octa-alkoxy double decker complex is formed selectively due of presence of the bulky substituents on both Pc rings.

L’étude de la chimie des actinides est essentielle dans le cadre de la technologie nucléaire pour le développement de nouveaux combustibles, pour l’étude du retraitement des déchets nucléaires et la migration des actinides dans l’environnement mais aussi pour la compréhension fondamentale des interactions actinide/ligand et la formation de liaisons multiples. Les propriétés magnétiques des molécules polymétalliques d’actinides sont particulièrement intéressantes pour explorer la communication magnétique entre différents centres métalliques. De plus, ces molécules ont été identifiées comme particulièrement prometteuses pour la conception de molécules aimants. L’uranium a une grande réactivité redox notamment due à ses multiples degrés d’oxydation accessibles et forme aisément des assemblages polynucléaires. Néanmoins, très peu de synthèses contrôlées de complexes polymétalliques d’uranium et de neptunium ont été décrites dans la littérature. La première approche de ce travail repose sur la synthèse de clusters oxo/hydroxo d’uranium à partir de l’hydrolyse contrôlée d’uranium tétravalent en présence d’un ligand organique rencontré dans l’environnement. Cette étude a mené à une famille de clusters aux topologies originales, dont la taille varie en fonction des conditions réactionnelles employées. Cependant les clusters obtenus ne mènjavascript:nouvelleZone('abstract');_ajtAbstract('abstract');ent pas à des propriétés de molécules aimants. Dans le but de favoriser une plus grande interaction entre les métaux par le ligand pontant, l’interaction cation-cation a été utilisée pour la synthèse rationnelle d’assemblages d’uranyle(V). Par le passé, peu de complexes d’uranyle(V) ont été isolés à cause de son instabilité vis-à-vis de la dismutation ; cependant, l’optimisation du ligand organique et des conditions de synthèse ont finalement permis de stabiliser l’uranyle(V). Nous avons utilisé des complexes stables d’uranyle(V) comme brique de base pour former des molécules hétéronucléaires avec des métaux 3d et 4f. Un réglage fin des conditions de réactions a mené à une conception rationnelle d’assemblages discrets ou polymériques. L’étude des propriétés magnétiques de ces assemblages d’uranium a mis en valeur des propriétés de molécules ou chaînes aimants avec de hautes valeurs d’énergie de relaxation. L’uranyle(V) a également été utilisé comme modèle structural du neptunium qui est plus radioactif permettant d’isoler un complexe isostructural homométallique de neptunyle(V) grâce à des conditions réactionnelles similaires. Finalement, des ligands nitrures favorisant la formation de liaison multiples uranium-ligand, ont été utilisés pour construire de nouveaux complexes binucléaires d’ujavascript:nouvelleZone('abstract');_ajtAbstract('abstract');ranium supportés par des ligands silanols. De nouvelles molécules, sans précédent, contenant des nitrures comme ligand pontant associés à de l’uranium au degré d’oxydation +III ont été isolées et caractérisées. / The study of actinide chemistry is not only essential for the development of nuclear fuel, nuclear fuel reprocessing or environmental clean up, but also for the understanding of fundamental actinide/ligand interactions and multiple bounding. The magnetic properties of polynuclear actinide molecules are of significant interest to investigate the magnetic communication between the metallic centres. Furthermore, they are highly promising for the design of molecular magnets. Uranium undergoes redox reactions due to a wide range of available oxidation states and easily forms polynuclear assemblies. However, only a few controlled synthetic routes towards these polynuclear uranium assemblies are described in the literature. In this context, the first part of this work was dedicated to the synthesis of oxo/hydroxo uranium clusters from the controlled hydrolysis of tetravalent uranium in the presence of an environmentally relevant ligand. This led to the synthesis of clusters with novel topologies, for which size could be varied as a function of the reaction conditions employed. However, the obtained clusters do not behave as SMM. In order to gain a stronger interaction between metallic centres, the cation-cation interaction was used to rationally design polynuclear uranyl(V) complexes. The isolation of uranyl(V) complexes had been limited in the past by its disproportionation, however, a fine tuning of the organic ligand and reaction conditions finally allowed to stabilise uranyl(V). We used stable uranyl(V) units as building block to form heteronuclear complexes with 3d and 4f metals with polymeric or discrete structures. The study of the magnetic properties of the uranium polynuclear assemblies was carried out and revealed single molecule or chain magnet behaviours with high energy barriers. The uranyl(V) unit was also used as a structural model for the more radioactive neptunium element, allowing the isolation of an isostructural trinuclear neptunyl(V) assembly in similar reaction conditions. Finally, the use of a nitride ligand as a bridging unit, allowing the formation of uranium-ligand multiple bonds, was explored to build novel di-uranium complexes supported by siloxy ligands. Nitride molecules containing unprecedented uranium in the +III oxidation state were isolated and characterised.

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Molecular magnets with different dimensionality, whether they are zero-dimensional singlemolecule magnets (SMM) or one-dimensional single-chain magnets (SCM) are very interesting, since they allow probing the fundamental aspects bordering quantum and classical physics at the nanoscale level. This dissertation covers experimental studies of two Mn-based exchangecoupled molecule-based magnets and two Co-based single-chain magnets, using both dc Halleffect magnetometry and electron paramagnet resonance (EPR) techniques. In these multidimensional systems, the spin of the molecule exhibits quantum mechanical behavior at low temperature. It is quite interesting to observe the effect of magnetic exchange interactions on the magnetic properties of various complexes; hence they strongly affect the magnetic behavior. In this dissertation, the research is initiated with the study of low-magnetic-nuclearity molecules, starting with a spectroscopic study of a significantly anisotropic Mn(IV) monomer. At low temperature the molecule possesses easy-plane type anisotropy of a remarkable magnitude. Although the molecule is not a single-molecule magnet, the remarkable anisotropy can initiate synthesis of newer and better molecular magnets with Mn(IV) as the main building block. Furthermore, the interplay between the magnetic anisotropy and the inter-ion exchange interactions (J) within the molecule are probed for a dimer and a trimer where the magnetic core is comprised of two and three ions respectively. In the Mn-based case of the dimer, the low coupling between the atoms leads to significant state mixing, thus making it impossible to assign the individual spin states to the dimer or to the respective individual Mn(II) ions. In the case of iv the trimer, lowering of the symmetry achieved by fine tuning of the inter-ion exchange interactions leads to relieving of frustration in the antiferromagnetic (AF) triangular Mn(III) system, resulting in a well defined ground state and significant zero field splitting. Also a clear hysteretic behavior observed in this system demonstrates its SMM nature at low temperature. Finally, high-field high-frequency magnetic and spectroscopic studies performed on two cobalt-based SCMs reveal that formation of magnetic domains by exchange interactions within the chain are strongly influenced by thermal fluctuations. The chain possesses a uniaxial anisotropy with the quantization axis lying along the length of the chain. Moreover it is shown that modulation of the magnitude of inter- and intra-chain interactions results in a threedimensional dynamics in one of the samples. Interestingly, detailed dc magnetic studies show a tunable crossover between one- and three-dimensional magnetic dynamics as a function of temperature and/or magnetic field sweep rate. Our voyage through several molecular systems of different dimensionality have allowed us to expand our understanding of the role of exchange interactions on the magnetic behavior in molecular magnetism

Au cours de ces dernières décennies, les cations lanthanides trivalents ont été à l'honneur en matière de haute technologie. Ces éléments sont utilisés dans des applications stratégiques telles que les lunettes optiques et les lasers, les télécommunications, l'éclairage et les écrans, les matériaux magnétiques, les disques durs, les encres de sécurité et les labels de contrefaçon, la catalyse, les biosciences et la médecine, pour n'en citer que quelques exemples. Cet intérêt croissant pour ces métaux fait de la chimie de coordination des éléments 4f un champ de recherche attrayant avec des perspectives presque illimitées. Ainsi la quête de nouveaux matériaux afin d'améliorer le caractère apporté par les éléments 4f au sein de complexes moléculaires n'a cessé de s'intensifier au cours des dernières décennies. Dans ce cadre, la compréhension précise de la relation structure cristalline-propriétés physiques (magnétisme, luminescence) devient primordiale puisqu'elle permet d'améliorer les objets synthétisés. Par conséquent, la conception de nouvelles architectures moléculaires à base d'ions lanthanide se révèle être nécessaire pour élargir la base de données disponibles et ainsi améliorer les connaissances pour ensuite optimiser les applications. Le présent travail de recherche s'insère parfaitement dans cette thématique, à savoir améliorer les connaissances sur les corrélations possibles entre la structure cristalline d'un complexe d'ions lanthanide et ses propriétés. Au cours de cette thèse, différents systèmes moléculaires originaux ont été élaborés et nous nous sommes particulièrement intéressés à la description et la compréhension des propriétés magnétiques et de luminescence. Les complexes ont été construits avec des ligands de type β-dicétone. Ces dernières offrent différents modes de coordinations qui ont permis de mettre en œuvre de nouvelles familles de complexes de lanthanides. Selon les conditions de synthèse, la nuclearité des complexes est contrôlée de [Ln1] à [Ln9]. De même, il a été possible en ajustant les conditions de synthèse de contrôler finement l'environnement des ions lanthanide au sein de ces complexes. Par dopages des clusters à forte nuclearités, nous avons pu exacerber les propriétés de luminescence des composés étudiées. Les édifices dinucléaires, trinucléaires et tétranucléaires présentent quant à eux un comportement de molécule-aimant et certains d'entre eux sont des molécules-aimants avec un moment toroïdal. Enfin, certains de ces complexes peuvent également se comporter comme des matériaux bi-fonctionnels combinant propriété de molécule-aimant et de luminescente. Ainsi l'étude du caractère spectroscopique et magnétique de ces entités nous a permis de rationaliser les propriétés physiques par rapport à la structure / Over the last few decades, lanthanides have been highlighted in high technology. These elements are used in strategic applications such as optical glasses and lasers, telecommunications, lighting and screens, magnetic materials, hard drive, security inks and counterfeit labels, catalysis, biosciences and medicine…This progress makes the coordination chemistry of 4f elements a mature and attractive field of research with almost unlimited perspectives which brings a new perception, a new area to coordination chemistry. The quest for new materials to improve the character provided by the 4f elements is steadily intensifying. In this context, the precise understanding of the structure-property relationship takes an important place, since this latter derives the properties. Consequently, it is still necessary to design new structures to expand the available database and thus improve knowledge and then promote applications. The present work is part of this idea to provide more information on the structure-properties relationship of lanthanide complexes. Indeed, during this thesis different original nuclear systems were developed and we were particularly interested in the description and understanding of the magnetic and luminescence properties. Molecular entities were constructed with β-diketone ligands. The latter offer different modes of coordination that have allowed the design of new families of lanthanide complexes. According to synthesis conditions, the nuclearity of the complexes is controlled from [Ln1] to [Ln9]. By doping the complexes with high nuclearity we were able to exacerbate the luminescence properties of the compounds studied. In regards to magnetism, the dinuclear, trinuclear and tetranuclear structures exhibit a single molecule magnet (SMM) behavior and some are magnet molecules with a toroidal moment. Other such complexes can also behave as bi-functional materials, combining SMM and luminescent property. Thus the study of the spectroscopic and magnetic character of these entities enabled us to rationalize the physical properties with respect to the structure, which is a great advantage in the field of coordination of the lanthanides

Les molécules-aimants ou Single–Molécule Magnets (SMM) ont attiré une attention croissante au cours des dernières années en raison de leur potentiel attrayant en tant que dispositifs de stockage magnétique à haute densité. Beaucoup d'efforts ont été faits pour améliorer la performance magnétique de ces molécules à l’aide des techniques de chimie de coordination.Dans cette thèse, le travail est organisé en deux parties principales. La première partie est constituée des chapitres 2 et 3 qui se concentrent principalement sur les familles Lanthanide-radicaux zéro- et mono-dimensionnelles. La deuxième partie contient les chapitres 4 et 5, ou des ligands diamagnétiques sont utilisés afin concevoir des matériaux multifonctionnels.Dans la première partie, neuf radicaux TEMPO-R (R représente le substituant) sont utilisés. Leur structure cristalline, ainsi que leurs propriétés magnétiques ont été caractérisées. Dans le chapitre 2, quatre radicaux (TEMPO-OCH3, TEMPO-NH2 TEMPO-Acetamido et TEMPO-OCH2CCH) sont utilisés pour synthétiser des complexes zéro-dimensionnels, dont trois présentent des propriétés de SMM. Dans le cas particulier de TEMPO-OCH3, un très rare comportement de SMM avec lanthanides légers est observé (CeIII, PrIII et NdIII). La première SMM à base de PrIII est ainsi reportée. Dans le chapitre 3, l'objectif est de concevoir des SMM organisés mono-dimensionnellement dans l’empilement cristallin. Cinq autres radicaux sont utilisés: TEMPO-Méthacrylate, TEMPO-OCOPh, TEMPO-oxo, TEMPO-OH et TEMPO-CN. Parmi toutes les chaînes obtenues, [Pr(hfac)3(H2O)(TEMPO-OH)]n (17), [Dy(hfac)3-TEMPO-OH)]n (18) et [Tb(hfac)TEMPO-CN)]n (22) sont identifiés comme SMM. 22 présente la relaxation magnétique la plus lente parmi tous les SMM 4f-2p obtenues dans cette thèse, avec une d'hystérèse magnétique à basse température. Son analogue à base GdIII (23) présente une des plus grandes valeurs d'échange dans les composés de Gd-2p. Enfin un très rare exemple de réseau bidimensionnel 4f-2p de formule [(Ce(hfac)3)3(Oxo-TEMPO)4]n (15) est obtenu. Dans la deuxième partie, une chaine de dimère est obtenue par réaction d'un ligand carboxylique photo-commutable avec des sels d’ions LnIII. La photo-sensibilité du ligand sous irradiation UV a été testée et des mesures magnétiques en solution ont été entreprises. En outre, un composé de type Metal-Organic-Framework (MOF) présentant un comportement de SMM de {[Dy2(o-PDA)3(H2O)2]2H2O}n (28) a été conçu et caractérisé. Une interaction ferromagnétique Ln-Ln a été observée dans ce MOF-SMM et le dopage diamagnétique démontre que, contrairement à ce qui est observé sur [Ln(AZO)3(DMSO)(H2O)]2•4DMSO, cette interaction favorise le comportement de SMM. / Single-molecule-magnet (SMM) has attracted increasing attention in recent years due to their appealing potential for high-density storage devices. Much effort has been made to improve the magnetic performance through flexible coordination chemistry strategy.In this thesis, the work is organized in two main parts. The first part is constituted of chapter 2 and chapter 3, primarily focus on the Ln-Radical families aiming at designing zero-dimensional and one-dimensional single-molecule-magnet (SMM). The second part contains chapter 4 and chapter 5, in which the ligands are replaced by diamagnetic ones for the purpose of designing the multifunctional materials.In the first part, nine TEMPO-R (R represents the substituent) radicals are employed to construct zero-dimensional and one-dimensional complexes. These kinds of compounds were prepared by reactions in the dichloromethane/n-heptane co-solvents between the precursor [Ln(hfac)3(H2O)2] and TEMPO radicals. Subsequently their molecular structure as well as magnetic properties have been characterized and described. In chapter 2, four radicals (TEMPO-OCH3, TEMPO-NH2 TEMPO-Acetamido and TEMPO-OCH2CCH) are used to synthesize monometallic or dimetallic complexes, among which three are successful to construct the SMM. For the special case of TEMPO-OCH3 a rare light lanthanide ions (CeIII, PrIII and NdIII) SMM behavior is reported. The PrIII derivative is the first PrIII-based SMM ever reported. In chapter 3, the target is to design SMM in one dimension by using another five radicals: TEMPO-Methacrylate, TEMPO-OCOPh, TEMPO-oxo, TEMPO-OH and TEMPO-CN. Among all the chains, [Pr(hfac)3(H2O)(TEMPO-OH)]n (17), [Dy(hfac)3-TEMPO-OH)]n (18) and [Tb(hfac)3(TEMPO-CN)]n (22) are identified as chains of SMM. 22 exhibits the slowest magnetic relaxation among all the 4f-2p SMMs obtained in this thesis, with a small opening of magnetic hysteresis. Its analogue of [Gd(hfac)3(TEMPO-CN)]n (23) even exhibits one of the largest exchange values in Gd-2p compounds. Last a very rare example of bidimensional 4f-2p network of formula [(Ce(hfac)3)3(Oxo-TEMPO)4]n (15) is obtained.In chapter 4, the salt of a photo-switchable carboxylic ligand was reacted with LnIII ions to afford a chain-like arrangement of dinuclear complexes of formula [Ln(AZO)3(DMSO)(H2O)]2•4DMSO. Photo-sensitivity of the ligand under the irradiation of UV has been tested together with magnetic measurements in solution. In chapter 5, a Metal-Organic-Framework (MOF) (28) has been designed and characterized. Ln-Ln ferromagnetic interaction has been observed and diamagnetic doping highlight that, contrary to what observed on [Ln(AZO)3(DMSO)(H2O)]2•4DMSO, this interaction promote SMM behavior in a so-called MOF-SMM.

Diplomová práce se zabývá návrhem a sestavením nového spektrometru opticky detekované magnetické rezonance (ODMR) modifikací stávajícího spektrometru magnetického kruhového dichroismu (MCD) přivedením mikrovlnného ozařování. Je navrhnut nový držák vzorku umožnující osvětlení jak viditelným světlem, tak mikrovlnným zářením. Pro přivedení vlnění o nižších frekvencích je navržena anténa, určená k umístění pod vzorkem. Schopnosti celého systému jsou demonstrovány na sloučenínách kovových komplexů.