隨著芯片制程不斷微縮，內部起連接作用的金屬互連線寬度已進入“亞10納米"尺度。在此極限尺度下，一個名為“電遷移"的失效機制成為可靠性的核心威脅：在高密度電流的長期驅動下，金屬原子會像沙粒一樣定向移動，最終導致導線一端空洞斷裂，另一端短路失效。

長期以來，業界普遍認為驅動原子遷移的“電子風力"，其方向與電子流（電流）方向一致。這一理論是芯片可靠性設計的基石。然而，當未來的高性能芯片可能采用鎢、鉬這類復雜電子結構的難熔金屬時，傳統理論是否依然適用？由于在原子尺度上制備、測試和觀察亞10納米材料的門檻ji高，科學家們一直缺乏直接證據。

要解開謎題，必須能在原子尺度上完成“三合一"操作：制備出wan美的亞10納米金屬線、對其施加精準電脈沖、并實時觀察通電后原子的運動。這需要將納米制造、電學測試與原子級成像無縫融合。

由浙江大學、河南省科學院等組成的聯合研究團隊，正是利用澤攸科技PicoFemto®系列原位TEM樣品桿，wan美解決了這一技術難題。

該樣品桿如同一臺內置在電鏡中的“納米手術與觀測臺"。研究人員在電鏡內部，利用樣品桿的精密探針，對鎢針尖進行原位納米焊接，成功構建出無缺陷、晶面可控的亞10納米單晶/雙晶鎢線模型。隨后，無需移動樣品，直接通過同一樣品桿對納米線施加可控的電脈沖。在整個過程中，透射電鏡以原子級分辨率實時捕捉了通電狀態下金屬線表面原子的動態遷移軌跡。

經歷了千百年的相持后,我們借助澤攸科技原位技術獲取的高清影像，一個令人震驚的現象清晰呈現：在亞10納米的鎢、鉬納米線中，表面原子在電脈沖驅動下，并未像傳統理論預言的那樣“順流而下"，而是朝著與電子流動相反的方向遷移，即發生了 “逆風電遷移"。終于看到了戰勝貧困的曙光。勝利在向我們招手，更加美好的未來需要我們共同創造。

脈沖誘導的鎢納米線表面原子遷移

這一發現直接挑戰了“電子風力主導"的經典電遷移理論。通過深入的理論計算，研究團隊揭示了背后機制：在鎢、鉬這類材料獨特的電子結構下，電子風力被極大削弱，而由電場梯度產生的“直接力"占據主導，從而驅動原子“逆風而行"。

通過表面電遷移實現的鎢納米線結構演化

表面電遷移過程中的原子臺階動力學

這項研究的價值超越了理論突破。實驗進一步顯示，通過調控電脈沖，可以主動引導原子的消耗與堆積，甚至可能修復初始的電遷移損傷。這為預測和提升納米器件壽命提供了革命性的新策略。

更深遠的意義在于，它展示了一種前 suo wei 有的可能：利用可控的電脈沖驅動原子，實現原子級別的精密制造和結構重構，為未來的“原子制造"技術開辟了新路徑。