理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    錳摻雜單層二維量子結構半導體之合成、鑑定及應用
    (2021) 莊凱鈞; Chuang, Kai Chun
    本研究探討單層二維奈米片材料摻雜二價錳離子後之磁光特性,單層二維奈米片之化學實驗式分別為MnxCd1-xSe(en)0.5和MnxZn1-xSe(en)0.5,以乙二胺(ethylenediamine)作為層與層之橋接。半導體之合成方式採用溶劑熱條件,以硼氫化鈉還原硒粉做為硒的前驅物,透過合成溫度的調控,優化奈米片生長條件。可調控的二價錳離子濃度(x=0~12 %) 摻雜入單層二維奈米片MnxCd1-xSe(en)0.5和MnxZn1-xSe(en)0.5分別產生晶格收縮與擴張的改變,受到錳d軌域上的五個為成對電子,伴隨著磷光的發生。經由元素分析與X光光電子能譜發現在合成過程會吸附氧並產生鍵結,造成鍵結能受不同摻雜濃度錳離子而改變。摻雜錳單層二維奈米片在電子順磁共振光譜方向性測量中表現出各項異性,且在低溫下的光譜經擬合出大的零場分裂值 (D =3850 MHz)。在磁圓二色性光譜在室溫下,量測到很大塞曼分裂與朗克g因子 (g= 200~300),指出在單層二為材料具有很強的sp-d交互作用力。在具有原子級厚度的單層二維半導體,表現強量子侷限效應,並發現在室溫下有良好的性質,未來在自旋電子學的應用有更好的發展。
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    以錳摻雜單層二維結構硒化鎘半導體之合成、鑑定及應用
    (2019) 李祺; Li Chi
    本論文有兩個研究方向。第一個主題為探討不同濃度錳摻雜之單層二維硒化鎘奈米片,層與層之間利用乙二胺作為有機配位基,化學實驗式為MnxCd1-xSe(en)0.5。半導體之合成方法採用過去本實驗室發展的溶劑熱條件,以硼氫化鈉還原硒粉來取代價格昂貴的硒脲,做為硒的前驅物,並與欲摻雜金屬離子前驅物合成出MnxCd1-xSe(en)0.5 (x=0.5-7.7 %) 之單層二維膠體奈米片。透過場發射掃描穿透式球差修正電子顯微鏡、感應耦合電漿質譜分析儀、紫外光-可見光光譜儀、螢光光譜儀、磷光生命週期光譜儀、X光粉末繞射儀、X光吸收光譜延伸區精細結構、電子順磁共振光譜儀、磁圓偏振二色性光譜等儀器,鑑定錳摻雜後奈米片所產生的結構變化、磷光性質、電子順磁共振及磁光效應,並做進一步的探討及在稀磁性半導體之應用價值。 本研究的第二個主題探討錳摻雜二維奈米片MnxCd1-xSe(en)0.5,經由雷射誘發所產生之放光現象。以低於能隙 (2.85 eV) 之雷射光源,可經由雙光子吸收來激發單層二維奈米片的不同放光,並利用時間相關單光子計數系統及磷光光譜儀,比較以氙燈光源所產生之不同電子躍遷路徑,並以其放光強度及生命週期做為區分。此材料不僅可被低於能隙能量之雷射所激發,其放光機制亦驗證單層二維奈米片在光子上轉換、及二維量子發光體中的反聚束效應之可能性。