The recent discovery of superconductivity with relatively high transition temperature (Tc) in the layered iron-based quaternary oxypnictides La[O(1-x)F(x)] FeAs by Kamihara et al. [Kamihara Y, Watanabe T, Hirano M, Hosono H (2008) Iron-based layered superconductor La[O1-xFx] FeAs (x = 0.05-0.12) with Tc = 26 K. J Am Chem Soc 130:3296-3297.] was a real surprise and has generated tremendous interest. Although superconductivity exists in alloy that contains the element Fe, LaOMPn (with M = Fe, Ni; and Pn = P and As) is the first system where Fe plays the key role to the occurrence of superconductivity. LaOMPn has a layered crystal structure with an Fe-based plane. It is quite natural to search whether there exists other Fe based planar compounds that exhibit superconductivity. Here, we report the observation of superconductivity with zero-resistance transition temperature at 8 K in the PbO-type alpha-FeSe compound. A key observation is that the clean superconducting phase exists only in those samples prepared with intentional Se deficiency. FeSe, compared with LaOFeAs, is less toxic and much easier to handle. What is truly striking is that this compound has the same, perhaps simpler, planar crystal sublattice as the layered oxypnictides. Therefore, this result provides an opportunity to better understand the underlying mechanism of superconductivity in this class of unconventional superconductors.

We have carried out a systematic study of the PbO-type compound FeSe_{1-x}Te_x (x = 0~1), where Te substitution effect on superconductivity is investigated. It is found that superconducting transition temperature reaches a maximum of Tc=15.2K at about 50% Te substitution. The pressure-enhanced Tc of FeSe0.5Te0.5 is more than 10 times larger than that of FeSe. Interestingly, FeTe is no longer superconducting. A low temperature structural distortion changes FeTe from triclinic symmetry to orthorhombic symmetry. We believe that this structural change breaks the magnetic symmetry and suppresses superconductivity in FeTe.

We use bulk magnetic susceptibility, electronic specific heat, and neutron scattering to study structural and magnetic phase transitions in Fe$_{1+y}$Se% $_x$Te$_{1-x}$. Fe$_{1.068}$Te exhibits a first order phase transition near 67 K with a tetragonal to monoclinic structural transition and simultaneously develops a collinear antiferromagnetic (AF) order responsible for the entropy change across the transition. Systematic studies of FeSe$%_{1-x}$Te$_x$ system reveal that the AF structure and lattice distortion in these materials are different from those of FeAs-based pnictides. These results call into question the conclusions of present density functional calculations, where FeSe$_{1-x}$Te$_x$ and FeAs-based pnictides are expected to have similar Fermi surfaces and therefore the same spin-density-wave AF order.

This paper describes the design and synthesis of a photostable, far-red to near-infrared (NIR) platform for optical voltage sensing. We developed a new, sulfonated silicon rhodamine fluorophore and integrated it with a phenylenevinylene molecular wire to create a Berkeley Red Sensor of Transmembrane potential, or BeRST 1 ("burst"). BeRST 1 is the first member of a class of far-red to NIR voltage sensitive dyes that make use of a photoinduced electron transfer (PeT) trigger for optical interrogation of membrane voltage. We show that BeRST 1 displays bright, membrane-localized fluorescence in living cells, high photostability, and excellent voltage sensitivity in neurons. Depolarization of the plasma membrane results in rapid fluorescence increases (24% ΔF/F per 100 mV). BeRST 1 can be used in conjunction with fluorescent stains for organelles, Ca(2+) indicators, and voltage-sensitive fluorescent proteins. In addition, the red-shifted spectral profile of BeRST 1, relative to commonly employed optogenetic actuators like ChannelRhodopsin2 (ChR2), which require blue light, enables optical electrophysiology in neurons. The high speed, sensitivity, photostability and long-wavelength fluorescence profiles of BeRST 1 make it a useful platform for the noninvasive, optical dissection of neuronal activity.

Lowering the operating temperature of solid oxide fuel cells (SOFCs) and electrolysis cells (SOECs) to reduce system cost and increase lifetime is the key to widely deploy this highly efficient energy technology, but the high cathode polarization losses at low temperatures limit overall cell performance. Here we demonstrate that by engineering a universal ceria-based scaffold with infiltrated nanoscale electrocatalysts, a low cathode polarization <0.25 Ω·cm

Carbon-based magnetic nanocomposites as promising lightweight electromagnetic wave (EMW) absorbents are expected to address critical issues caused by electromagnetic pollution. Herein, Fe

Little is known about how individual cells sense the macroscopic geometry of their tissue environment. Here we explore whether long-range electrical signaling can convey information on tissue geometry to influence electrical dynamics of individual cells. First, we studied an engineered electrically excitable cell line where all voltage-gated channels were known. Cells grown in patterned islands of different shapes showed remarkably diverse firing patterns, including regular spiking, period-doubling alternans, and arrhythmic firing. A spatially resolved Hodgkin-Huxley numerical model quantitatively reproduced these effects, showing how the macroscopic geometry affected the single-cell electrophysiology via gap junction-mediated electrical coupling. Qualitatively similar geometry dependent dynamics were observed in human induced pluripotent stem cell (iPSC)-derived cardiomyocytes. The cardiac results urge caution in translating observations of arrhythmia in vitro to predictions in vivo where the tissue geometry is very different. These findings establish that tissue geometry is a fundamental determinant of dynamical stability in excitable cells.