由于晶格、电荷、轨道和⾃旋等⾃由度之间的关联耦合重构，关联材料展现出丰富的物理特性。近⼏年发展起来的离⼦调控⽅法增添了离⼦这⼀调控⾃由度，同时也为材料物性研究增加了⼀种新的调控⼿段。离⼦调控基于离⼦⻔控⽅法在材料中嵌⼊或析出H?/O2?/Li?等离⼦，显著改变材料成分配⽐、晶体结构、能带结构、轨道和⾃旋构型，从⽽调控材料光、电、磁等物理特性。
⽬前，这⼀调控⼿段已经拓展到超导材料、关联材料、磁性材料及功能材料等⼀系列模型材料体系中，并获得⼀系列重要进展。
离⼦调控可以实现很⼤能量尺度的调控，是⼀个全局的，强有⼒的，⾮常有效的调控⼿段。它不仅可以控制离⼦嵌⼊和析出，改变材料晶格结构，得到新颖物相；还可以间接影响材料中其它粒⼦、准粒⼦或各种⾃由度相互作⽤，从⽽演⽣出新奇物性。
将离⼦作为功能单元，它在能源存储、能源转换和信息存储⽅⾯有重要应⽤。离⼦调控⽅法具有多学科交叉的特点，并有望演⽣出很多新物理、新材料及新型实⽤器件。此领域研究当前⾯临的⼀个关键科学问题是，如何厘清离⼦调控过程中离⼦与晶格、电荷、轨道和⾃旋等⾃由度之间的耦合关系，及如何进⼀步指导新材料设计和新物性探索。
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中⼼表⾯物理实验室SF03曹则贤课题组的鲁年鹏特聘研究员⻓期致⼒于低维关联氧化物薄膜材料离⼦调控与新物性探索。近期，鲁年鹏特聘研究员和⾼磊博⼠基于离⼦调控⼿段，以典型稀⼟钙钛矿镍酸盐为模型体系，利⽤脉冲激光沉积法制备⾼质量单晶外延薄膜，通过离⼦液体⻔控技术实现可逆嵌⼊/析出H?离⼦，并产⽣新的稳定氢化相H-RENiO?，实现了⾦属态与绝缘态调控和切换。
进⼀步，从实空间原⼦尺度晶格结构和能带空间电⼦态结构⻆度出发，研究了离⼦-晶格-电荷之间的耦合机制，包括H?离⼦嵌⼊对晶格的影响和电荷的协同掺杂效应，并重点研究了在这⼀过程中电荷对轨道能带反掺杂效应主导的电⼦态演化及⾦属-绝缘体转变。
该⼯作揭示了离⼦作为调控⾃由度，与晶格和电荷的耦合关系，并深⼊挖掘了其中伴随的新奇电⼦反掺杂效应及其主导的⾦属-绝缘体相变，为关联材料离⼦调控中的基础物理机理研究及潜在器件应⽤打下了坚实基础。