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强关联材料中由于自旋、轨道、电荷与晶格的强相互关联作用而表现出多种奇异的物理特性。因此,研究强关联材料的晶体结构对于理解这类物性的起源具有重要的科学意义。钙钛矿结构的强关联材料,不仅晶格可以畸变,内部八面体的扭转也会造成晶体对称性的改变,从而诱导出不同的物性。镍酸盐材料体系是强关联钙钛矿氧化物的典型,镍酸盐所具有的金属绝缘体转变（MIT）特性以及其中的物理机制一直是科学研究的热点。然而,镍酸盐中不仅基础的MIT物理机制仍没有统一定论,而且对该类材料的物性调控研究及可能的电子器件研发也很欠缺,因此仍需要投入更多的研究资源。针对目前的研究欠缺和信息时代对新型电子器件的迫切需求,我们从结构与物性的耦合关联角度出发,以NdNiO3（NNO）作为典型代表,利用离子液体施加门电压的方法（ILG,其电场效应比传统场效应管高一个量级以上）对NNO的MIT调控机制展开研究;此外,我们研究了Ni06八面体旋转对MIT的影响。基于同步辐射表征技术的优势,我们研究发现ILG的门电压具有窗口效应,即:在负的门电压作用下,NNO薄膜的晶体结构没有变化,TMI随着负压升高往低温移动;再者,我们完善了薄膜晶体结构的求解方法（半指数峰强度拟合）,基于这一技术,讨论了 3 nm外延NNO薄膜中八面体旋转从界面到表面的不均匀,及其所导致的MIT转变趋缓且无滞的现象;较厚的NNO薄膜中八面体旋转相对均匀,电阻-温度曲线转变陡峭。最后我们推广了半指数峰强度拟合方法,合作研究了调控后SrRuO3和La0.67Sr0.33MnO3薄膜的结构变化。本论文主要包含如下内容:第一章介绍文献背景调研。我们对镍酸盐材料的物理背景做了简单介绍,进而对NNO的研究现状和不足进行了说明;最后介绍了本论文的研究内容。第二章介绍常用外延薄膜的微观结构研究技术和方法。我们从普通X射线衍射技术的原理开始,继而介绍了同步辐射X射线衍射的技术特点和常用实验方法,介绍了“3S+1D”和“2S+2D”两种衍射模式及特点。再者,我们介绍了氧八面体旋转的表征方法,包括八面体旋转的背景介绍和基于同步辐射衍射的半指数峰拟合技术,这部分是后面章节所述研究工作开展的基础。第三章,我们选用典型的超薄NNO外延薄膜（3 nm和6 nm）,通过控制样品使其具有相同的面内应变状态,继而研究Ni06八面体旋转不同对其物性的影响。我们通过半指数峰定量拟合得到氧八面体的旋转角度,进而得到Ni-O-Ni键角,最后探讨了超薄NNO结构上的差异如何影响其物理性质。第四章介绍了我们与国际同行合作开展的研究。以SrRuO3（SRO）和La0.67Sr0.33MnO3（LSMO）为研究对象,通过在衬底和薄膜间插入缓冲层调节SRO中的八面体旋转状态,进而调制出不同的磁特性;通过在LSMO薄膜上覆盖不同厚度的具有自发极化的Pb0.52Zr0.48TiO3（PZT）膜,改变了LSMO的结构,进而影响LSMO和PZT的磁电耦合效应。第五章介绍了我们对NNO和SrCoC2.5（SCO-BM）薄膜的离子调控研究。通过ILG对NNO的调控发现,门电场的调控具有窗口效应,即:负向门电压或较小正向门电压时,调控效果主要来自于静电场效应;正向门电压超过窗口电压时,调控效果主要是氧离子进出诱导的。此外,我们发现高通量密度的X光可以把SCO-BM相调控成SrCoO3（SCO-P）相;继而,我们利用XRIM和Nano-XRD对相变的过程进行了细致研究。第六章是本论文研究工作的总结和简单展望。