Altering the composition of the spacer layers present in iron-based superconductors is one strategy for increasing the temperature below which they superconduct. Now, intercalating FeSe with molecular spacer layers is also shown to enhance the superconducting transition temperature. The discovery of high-temperature superconductivity in a layered iron arsenide1 has led to an intensive search to optimize the superconducting properties of iron-based superconductors by changing the chemical composition of the spacer layer between adjacent anionic iron arsenide layers2,3,4,5,6,7. Superconductivity has been found in iron arsenides with cationic spacer layers consisting of metal ions (for example, Li+, Na+, K+, Ba2+) or PbO- or perovskite-type oxide layers, and also in Fe1.01Se (ref. 8) with neutral layers similar in structure to those found in the iron arsenides and no spacer layer. Here we demonstrate the synthesis of Lix(NH2)y(NH3)1−yFe2Se2 (x~0.6; y~0.2), with lithium ions, lithium amide and ammonia acting as the spacer layer between FeSe layers, which exhibits superconductivity at 43(1) K, higher than in any FeSe-derived compound reported so far. We have determined the crystal structure using neutron powder diffraction and used magnetometry and muon-spin rotation data to determine the superconducting properties. This new synthetic route opens up the possibility of further exploitation of related molecular intercalations in this and other systems to greatly optimize the superconducting properties in this family.

Synthetic strategies guided by quantum chemistry eventually leading to inorganic nitridocarbonates containing the NCN2– complex carbodiimide anion are presented, showing the power of rational approaches in obtaining chemically tailored carbodiimides with exciting materials properties. In addition, we showcase various exemplary compounds and their attributes containing either the carbodiimide [N═C═N]2– or the cyanamide [N≡C–N]2– anion. Infrared, Raman, NMR, Mößbauer and other spectroscopies, in addition to density-functional theory, are discussed, and we also highlight future perspectives of carbodiimide chemistry by focusing on their magnetic, catalytic, and electrochemical behavior, a consequence of their oxide-analogous but more covalent bonding.

We demonstrate that the β-polymorph of zinc dicyanamide, Zn[N(CN)2]2, can be efficiently used as a negative electrode material for lithium-ion batteries. Zn[N(CN)2]2 exhibits an unconventional increased capacity upon cycling with a maximum capacity of about 650 mAh·g–1 after 250 cycles at 0.5C, an increase of almost 250%, and then maintaining a large reversible capacity of more than 600 mAh·g–1 for 150 cycles. Such an increased capacity is primarily attributed to the increased level of activity in the conversion reaction. A combination of conversion-type and alloy-type mechanisms is revealed in this anode material via advanced characterization studies and theoretical calculations. This mechanism, observed here for the first time in transition-metal dicyanamides, is probably responsible for the outstanding electrochemical performance. We believe that this study guides the development of new high-capacity anode materials.