Chlorophyll molecules in their triplet excited state can react with the ground state oxygen, producing oxygen in a singlet excited state, which is very reactive and thus very harmful to the light-harvesting complex. Photosynthetic organisms employ carotenoids to prevent the damage by quenching both excited (singlet) states of oxygen and excited triplet states of chlorophyll. In this work, we use ns transient absorption spectroscopy and global analysis to study the dynamics of carotenoid and chlorophyll triplet states in two light-harvesting complexes of Amphidinium carterae, the Peridinin-Chlorophyll a-Protein complex (PCP) and the main light-harvesting complex (LHCP). It appears that at room temperature all triplets are transferred from chlorophylls to carotenoids within ~ 5 ns, providing a very efficient protection against formation of singlet oxygen. One carotenoid triplet with a lifetime of ~ 10.2 µs participating in the chlorophyll triplet quenching was observed in the PCP sample, while results from LHCP suggest that two carotenoid triplets with a similar lifetime of ~ 2.5 µs contribute to quenching of chlorophyll triplet states. The two carotenoid triplets are attributed to peridinin placed in a polar environment and peridinin placed in a non-polar environment in the LHCP complex.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit drei Ansätzen der hocheffizienten Erzeugung von weißem Licht mit organischen Leuchtdioden (OLEDs) auf der Basis kleiner Moleküle. Ein Ansatz kombiniert die Emission eines fluoreszenten und zweier phosphoreszenter Emitter in einer einzelnen Emissionsschicht. Da das Triplettniveau des verwendeten Blauemitters niedriger ist als die Triplettniveaus der phosphoreszenten Emitter, werden die Konzentrationen der Emitter so gewählt, dass ein Exzitonenübertrag zwischen ihnen unterbunden wird. Die strahlungslose Rekombination von Tripletts auf dem fluoreszenten Blauemitter begrenzt die Effizienz dieses Ansatzes, jedoch besticht die resultierende weiße OLED durch eine bemerkenswerte Farbstabilität. Der zweite Ansatz basiert auf dem “Triplet Harvesting” Konzept. Ansonsten ungenutzte Triplett Exzitonen werden von einem fluoreszenten Blauemitter auf phosphoreszente Emitter übertragen, wodurch interne Quanteneffizienzen bis zu 100 % möglich sind. Der zur Verfügung stehende Blauemitter 4P-NPD erlaubt aufgrund seines niedrigen Triplettniveaus nicht den Triplett übertrag auf einen grünen Emitter. Daher wird das “Triplet Harvesting” auf zwei unterschiedliche phosphoreszente Emitter, anhand des gelben Emitters Ir(dhfpy)2acac und des roten Emitters Ir(MDQ)2acac untersucht. Es wird gezeigt, dass beide phosphoreszente Emitter indirekt durch Exzitonendiffusion angeregt werden und nicht durch direkte Rekombination von Ladungsträgern auf den Emittermolekülen. Eine genaue Justage der Anregungsverteilung zwischen den phosphoreszenten Emittern ist durch Schichtdickenvariation in der Größenordnung üblicher Schichtdicken möglich. Spätere Produktionsanlagen brauchen daher keinen speziellen Genauigkeitsanforderungen gerecht zu werden. Der dritte und zugleich erfolgreichste Ansatz beruht auf einer Weiterentwicklung des zweiten Ansatzes. Er besteht zunächst darin den Tripletttransfer auf den Übertrag von einem fluoreszenten blauen auf einen phosphoreszenten roten Emitter zu beschränken. Die sich ergebende spektrale Lücke wird durch direktes Prozessieren einer unabhängigen voll phosphoreszenten OLED auf diese erste OLED gefüllt. Verbunden sind beide OLEDs durch eine ladungsträgererzeugende Schicht, in welcher durch das angelegte Feld Elektron/Loch-Paare getrennt werden. Dieser Aufbau entspricht elektrisch der Reihenschaltung zweier OLEDs, welche im Rahmen dieser Arbeit individuell untersucht und optimiert werden. Dabei ergibt sich, dass die Kombination von zwei verschiedenen phosphoreszenten Emittern in einer gemeinsamen Matrix die Ladungsträgerbalance in der Emissionszone sowie die Quanteneffizienz der vollphosphoreszenten OLED stark verbessert. Als Ergebnis steht eine hocheffiziente weiße OLED, welche durch die ausgewogene Emission von vier verschiedenen Emittern farbstabiles Licht mit warm weißen Farbkoordinaten (x, y) = (0.462, 0.429) und ausgezeichneten Farbwiedergabeeigenschaften (CRI = 80.1) erzeugt. Dabei sind die mit diesem Ansatz erreichten Lichtausbeuten (hv = 90.5 lm/W) mit denen von voll phosphoreszenten OLEDs vergleichbar.

The ability to automate the process of comparing and matching resumes with job adverts is a growing research field. This can be done through the use of the machine learning area Natural Language Processing (NLP), which enables a model to learn human language. This thesis explores and evaluates the application of the state-of-the-art NLP model, SBERT, on the task of comparing and calculating a measure of similarity between extracted text from resumes and adverts. This thesis also investigates what type of data that generates the best performing model on said task. The results show that SBERT quickly can be trained on unlabeled data from the HR domain with the usage of a Triplet network, and achieves high performance and good results when tested on various tasks. The models are shown to be bilingual, can tackle unseen vocabulary and understand the concept and descriptive context of entire sentences instead of solely single words. Thus, the conclusion is that the models have a neat understanding of semantic similarity and relatedness. However, in some cases the models are also shown to become binary in their calculations of similarity between inputs. Moreover, it is hard to tune a model that is exhaustively comprehensive of such diverse domain such as HR. A model fine-tuned on clean and generic data extracted from adverts shows the overall best performance in terms of loss and consistency.

Les systèmes hybrides supraconducteur-ferromagnétique présentent souvent de nouveaux phénomènes physiques, et pourraient également être utiles pour concevoir de nouvelles mémoires non-volatiles et haute densité pour les circuits supraconducteurs. Cette thèse étudie deux types différents d'hybrides SF, chacun suivant une approche possible de dispositif mémoire, en se focalisant sur les aspects fondamentaux. L'un porte sur l'effet de proximité dans des hétérostructures d'oxydes. Dans celles-ci, des corrélations triplet apparaissent, qui sont à la fois supraconductrices et polarisées en spin. Elles permettraient d'utiliser des effets de la spintronique comme la GMR, mais sont également très sensibles aux propriétés d'interface. Nous les avons étudiées dans des tricouches SFS d'oxydes, par des mesures de conductance. Celles-ci montrent des oscillations, en partie liées à ces états triplets. Nous observons également que les effets d'interface affectent les propriétés électroniques du ferromagnetique, en particulier lorsque cette couche est mince. Un autre genre d'interaction se produit par les champs de fuite provenant des structures de domaines. Des propositions théoriques récentes ont suggéré que de petites structures en tourbillon appelées skyrmion peuvent interagir avec la supraconductivité par ce mécanisme. Nous avons étudié ce couplage dans des bicouches, dans lesquelles les propriétés de transport sont dominées par la dynamique des vortex supraconducteurs. Nous avons vu une augmentation du courant critique en présence de skyrmions comme de domaines. Celles-ci créent également un effet Hall inhabituel dans l'état supraconducteur. La plupart de ces propriétés peuvent être expliquées qualitativement par la dynamique et le mouvement guidé des vortex. / Superconductor-ferromagnet hybrid systems often bring about new physics and may as well be useful to design new non-volatile, high-density memory devices for superconducting electronics.In this thesis, we study two different types of SF hybrids, each following a possible approach to memory devices, but focusing on fundamental aspects. One is about the proximity effect in oxide heterostructures. In these, triplet correlations appear, that are both superconducting and spin-polarized. These enable using effects from spintronics like GMR, but are also very dependent on interface properties. We investigated these in SFS oxide trilayers by conductance measurements. These showed oscillations which may, in part, be related to these triplet states. We also observed that interface effects affect the electronic properties of the ferromagnet, especially when that layer is thin. Another type of interaction occurs through stray magnetic fields from the domain structures. Recent theoretical proposals suggested that small swirling spin textures called skyrmions could similarly interact with superconductivity through this mechanism. We investigated such coupling in bilayers, in which the superconducting vortex dynamics dominate the transport properties. We found that the presence of skyrmions and domains alike enhances the critical current. It also leads to an unusual Hall effect in the superconducting state. Most of these properties can be explained qualitatively in terms of vortex pinning and guided motion.

5章（本文31～40ページ）と元となった論文の著作権はIEEEに属するため、規約に従い、本文79ページにおいて出典を示すともに、コピーライト表記を付している。本文39、40ページの全ての図の著作権は、IEEEに属する。このため、これら全ての図においてコピーライト表記を付している。 / 京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(情報学) / 甲第19858号 / 情博第609号 / 新制||情||106(附属図書館) / 32894 / 京都大学大学院情報学研究科数理工学専攻 / (主査)教授 中村 佳正, 教授 梅野 健, 教授 中島 浩 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Informatics / Kyoto University / DFAM

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The field of photochemistry is as innovative in development as it is broad in application. However, utilization of energy from the sun’s electromagnetic radiation remains secondary to the combustion of fossil fuels for the global energy consumption. This is neither a sustainable nor renewable system, and it has contributed to a major decline in the health of our global environment as the greenhouse gases emission has led to an incline in global temperatures and ocean acidity. To develop effective ways to utilize solar energy, experimental effort is being directed towards the understanding of photosensitizers, molecules which absorb solar radiation and initiate redox chemistry in CO2 reduction catalysts. Some zinc dipyrrins, one such class of photosensitizers, are theorized to undergo intersystem crossing through a charge separated state, a transition that is stabilized in polar solvents. This transition increases the lifetime of the excited state, as relaxation from the triplet state occurs much slower than from the singlet state. A phenyl substituted zinc dipyrrin was attempted to be synthesized and characterized using NMR spectroscopy to probe aromatic substituent effects on the molecule’s photophysics. The product was analyzed by UV-vis spectroscopy in order to confirm its purity and TLC analysis shows that the reaction kinetics are much slower in this phenyl substituted zinc dipyrrin than in previous reports, most likely due to the steric hindrance induced by the bulky phenyl substitutions.

Surface topography systems enable the capture of spinal dynamic movement. A visualization of possible unique movement patterns appears to be difficult due to large intraclass and small inter-class variabilities. Therefore, we investigated a visualization approach using Siamese neural networks (SNN) and checked, if the identification of individuals is possible based on dynamic spinal data. The presented visualization approach seems promising in visualizing subjects in the presence of intraindividual variability between different gait cycles as well as day-to-day variability. Overall, the results indicate a possible existence of a personal spinal ‘fingerprint’. The work forms the basis for an objective comparison of subjects and the transfer of the method to clinical use cases.

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