歐陽汎怡教授的研究工作主要致力於開發奈米結構薄膜材料，並以原子擴散理論為基礎，探討薄膜材料之微結構與性質，應用於半導體與能源相關產業。其研究方向聚焦於奈米雙晶薄膜材料之製程開發，並進一步發展低溫晶片與晶圓接合技術，以應用於第三代半導體、功率元件及晶片異質整合等先進技術領域。此外，針對先進封裝中導線微縮趨勢所衍生之可靠度問題，研究團隊於非平衡熱力學架構下，深入探討電流效應與溫度梯度所引發之原子擴散行為及其對材料結構穩定性的影響，並據以建立具預測能力之通用物理模型。

目前研究重點著重於發展低溫、低壓之大氣環境金屬晶片接合技術，以及 hybrid bonding 晶圓接合技術，以因應新型垂直整合架構需求，並支援物聯網及高功率元件等快速成長之應用領域。