We demonstrate an improvement in efficiency of optically thin GaAs solar cells decorated with size-controlled Ag nanoparticles fabricated by masked deposition through anodic aluminum oxide templates. The strong scattering by the interacting surface plasmons in densely formed high aspect-ratio nanoparticles effectively increases the optical path of the incident light in the absorber layers resulting in an 8% increase in the short circuit current density of the cell. The nanoparticle array sheet conductivity also reduces the cell surface sheet resistance evidenced by an improved fill factor. This dual function of plasmonic nanoparticles has potential to enable thinner photovoltaic layers in solar cells.

Significance This study describes new and promising electrode materials, Li 3 NbO 4 -based electrode materials, which are used for high-energy rechargeable lithium batteries. Although its crystal structure is classified as a cation-disordered rocksalt-type structure, lithium ions quickly migrate in percolative network in bulk without a sacrifice in kinetics. Moreover, the large reversible capacity originates from the participation of oxide ions for a charge compensation process, which has been confirmed by first-principles calculations combined with X-ray absorption spectroscopy. This finding can be further expanded to the design of innovative positive electrode materials beyond the restriction of the solid-state redox reaction based on the transition metals used for the past three decades.

Among the various pathogenic Escherichia coli strains, enterohemorrhagic E. coli (EHEC) is the most devastating. Although serotype O157:H7 strains are the most prevalent, strains of different serotypes also possess similar pathogenic potential. Here, we present the results of a genomic comparison between EHECs of serotype O157, O26, O111, and O103, as well as 21 other, fully sequenced E. coli/Shigella strains. All EHECs have much larger genomes (5.5–5.9 Mb) than the other strains and contain surprisingly large numbers of prophages and integrative elements (IEs). The gene contents of the 4 EHECs do not follow the phylogenetic relationships of the strains, and they share virulence genes for Shiga toxins and many other factors. We found many lambdoid phages, IEs, and virulence plasmids that carry the same or similar virulence genes but have distinct evolutionary histories, indicating that independent acquisition of these mobile genetic elements has driven the evolution of each EHEC. Particularly interesting is the evolution of the type III secretion system (T3SS). We found that the T3SS of EHECs is composed of genes that were introduced by 3 different types of genetic elements: an IE referred to as the locus of enterocyte effacement, which encodes a central part of the T3SS; SpLE3-like IEs; and lambdoid phages carrying numerous T3SS effector genes and other T3SS-related genes. Our data demonstrate how E. coli strains of different phylogenies can independently evolve into EHECs, providing unique insights into the mechanisms underlying the parallel evolution of complex virulence systems in bacteria.

We numerically investigate the propagation of internal solitary waves under the Coriolis effect using a three-dimensional hydrodynamic model, which employs a periodic boundary condition in the transverse direction of propagation. As the Rossby number decreases, the group velocity and representative length of the wave train also decrease. Intriguingly, the speed of the waves inside the wave train equals the difference in group velocities between no rotation and rotation when the Rossby number is more than 3. Our energy analysis found that the kinetic energy must be greater than the potential energy. Moreover, the kinetic energy in the transverse direction is necessary for stable propagation of the wave train. The total and kinetic energies were confirmed to have lower attenuation rates as the Rossby number increased. In contrast, the potential energy had a lower attenuation rate for smaller Rossby numbers, suggesting that kinetic energy determines energy attenuation for such numbers. As for the real scale phenomena, the present results revealed that significant energy attenuation of the internal solitary waves due to the rotation can be expected in areas less than a nondimensional water depth of 0.84, and where the nondimensional longwave speed is less than 0.55.