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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    鈷在銀/鍺(111)-c(2×8)及鈷在銀/鍺(111)-(√3×√3)及(4×4)表面的結構衍化
    (2012) 徐仲俞; Hsu,Chung-Yu
    我們利用歐傑電子能譜(Auger electron spectroscopy,AES)、低能量電子繞射(low-energy electron diffraction )來深入探討銀在鍺(111)-c(2×8)及鈷在銀/鍺(111)-(√3×√3)R30°及(4×4)隨著不同退火溫度下表面的結構衍化。 室溫下,銀原子在鍺(111)的成長模式為層狀成長之後再以三維島狀的Stranstri-Krastanov (SK) mode。室溫蒸鍍不同鍍量的銀在鍺(111)-c(2×8)上並退火到420 K至930 K之間,隨著溫度上升至570 K,超過1 ML的銀原子會退吸附直到剩下1 ML的銀,最後在退火溫度為930 K時,銀原子會完全退吸附。在退火過程中,隨著不同的退火溫度及銀鍍量,銀/鍺(111)的結構,由原本的c(2×8)分別會形成(1×1)、(3×1)、(4×4)或(√3×√3)R30°的結構。 室溫蒸鍍鈷在銀/鍺(111)-(√3×√3) R30°及(4×4)上並退火到420 K至930 K之間,鈷在銀/鍺(111)-(√3×√3)R30°及(4×4)的結構上,在退火溫度570 K時,鈷會形成(√13×√13)及(2×2)的重構,而在退火溫度為650 K和730 K時,鈷都是形成(2×2)的重構,在退火溫度為830 K時,鈷原子會退吸附,此結果顯示鈷與基底不會形成合金。
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    Co/CoO/Ir(111)超薄膜之磁性研究
    (2007) 陳俊明
    本研究是在超高真空環境下於氧壓下鍍Co的方式將獲得的CoxO1-x蒸鍍在Ir(111)表面上,再於CoxO1-x/Ir(111)系統上鍍Co而形成Co/CoxO1-x超薄膜。以歐傑電子能譜儀與表面磁光柯爾效應儀對此超薄膜進行表面組成及磁性性質之分析,藉此一系列地研究探討不同氧壓下成長的CoxO1-x對Co磁性的影響。在經由歐傑電子能譜儀分析的CoxO1-x成長與深度組成,發現到其CoxO1-x薄膜在Ir(111)的表面上為O、Co、CoO的混合薄膜,而再經由表面磁光柯爾效應儀的測量,我們發縣矯頑力隨著溫度的下降至某一溫度後突然增加,其原因為CoxO1-x與Co介面間的交換耦合現象,使得鐵磁層的磁矩儲存一交換異向能,因此要讓磁矩翻轉需要更大的外加磁場,因此Hc值會突然增加。另外,在越大氧壓下成長的樣品薄膜其Hc值突然增加的溫度越低,這是因為CoxO1-x薄膜中的氧會往上擴散到Co薄膜中,而在氧壓越大時成長的CoxO1-x薄膜會有越多的O原子擴散到Co薄膜中,使得Co薄膜中的有效Co顆粒變小,所以我們必須將溫度降到更低交換偏移的效應才顯示出來。
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    鈀/鐵與鐵/鈀雙層膜於矽基板(111)上 熱穩定性與合金形成之研究
    (2014) 莊英奇; Ying-Chi Chuang
    本篇論文為探討在壓力1.6×〖10〗^(-9) torr的室溫下,於清理過的矽基板上鍍上不同厚度與相對位置之鈀與鐵雙層膜的熱穩定性與合金形成。為了觀察從分離的雙層膜到合金的轉變過程,我們已經研究了退火時間與溫度的效應,藉由歐傑電子能譜(AES)的測量,在歐傑電子能譜圖中觀察到相分離。溫度在大約690至804 K之間,Pd/Si與Fe/Si歐傑訊號比值呈現了兩種不同的下降過程,前者比後者下降的更為急遽。下降的Pd/Si與Fe/Si訊號比值表示在不同相對位置的兩雙層膜系統中,Pd與Fe原子會擴散到矽基板裡。Fe/Pd與Pd/Fe曲線在兩種系統中也被發現有相似的趨勢,在相對高溫情況下,Fe/Pd與Pd/Fe曲線相交後,Fe/Pd訊號比值將會大於Pd/Fe訊號比值。我們的研究提供了在矽基板(111)上的鈀與鐵雙層膜之熱穩定性與合金形成之詳細報告,這些報告在未來的應用上是有價值的。
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    Co/Ni/Pt(111)的磁性研究
    (2006) 游勝凱
    我以實驗室自製的磁光柯爾效應儀(SMOKE),進行不同層數的Co原子層在up layer,以1 ML Ni當buffer layer 在Pt(111)上的研究。就實驗室先前的研究,我們知道在平坦的Pt (111)表面鍍上Co超薄膜時,當Co薄膜的厚度小於4 ML時,具有垂直磁異向性(PMA),即磁化易軸的方向為垂直於樣品表面的方向(out-of-plane),Co厚度繼續增加時,磁化易軸的方向會轉為平行於樣品表面的方向(in plane),spin reorientation transition發生在4~5 ML間。我所研究的dCo Co/1 ML Ni/Pt(111)系統,室溫與450K下準備樣品,0~3 ML Co/1 ML Ni/Pt(111)進行SMOKE量測,在polar和longitudinal方向皆無訊號,而4&5 ML Co/1 ML Ni/Pt(111),我們量測到longitudinal的柯爾訊號;而室溫準備樣品再升高到450K量測,發現1 ML Co/1 ML Ni/Pt(111)的磁化易軸在out-of-plane方向,而2&3 ML Co/1 ML Ni/Pt(111)無柯爾訊號,4&5 ML Co/1 ML Ni/Pt(111),我們量測到longitudinal的柯爾訊號;並對dCo Co/1 ML Ni/Pt(111)系統做升降溫實驗,瞭解Co、Ni與Pt合金之後的磁性狀態。 另外,我也研究了dNi Ni/1 ML Co/Pt(111)系統,和先前實驗室將Ni超薄膜鍍在Pt(111)上,dNi Ni/Pt(111)的磁化易軸與樣品面夾一角度,經分析得 ,做個比較。學生所研究dCo Co/1 ML Ni/Pt(111)的系統,一開始1 ML Co/Pt(111)的磁化易軸為out-of-plane方向,蒸鍍上Ni原子層,直到24 ML Ni/1 ML Co/Pt(111),磁化易軸仍為out-of-plane方向。並對2、12&24 ML Co/1 ML Ni/Pt(111)做升降溫實驗,瞭解Co、Ni與Pt合金之後的磁性狀態。 我的研究結果顯示,當僅有1 ML Ni當buffer layer,Ni在白金上為磁性的dead layer,所以當Co原子層鍍上去,沒有out-of-plane方向的磁化易軸,當Co原子層數大於3層,磁化易軸為in-plane方向,與Co塊材的磁性狀態相似。而1 ML Co當buffer layer,Co在白金上造成,磁化易軸即為out-of-plane方向,繼續鍍上鐵磁性的Ni原子層,造成磁化易軸的強度增強;所以Ni-Pt與Co-Pt造成不同的鐵磁性質。