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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    二維中孔硒化鎘半導體材料合成、結構解析與應用
    (2020) 李尉賑; Lee, Wei-Chen
    本研究成功製備具中孔洞性的有機無機混合材料,用於光催化水分解及染料降解。此材料為二維單層奈米片其組成為CdSe(en)0.5 (en: H2NCH2CH2NH2),藉由硫化鈉 (0.1M-0.3 M) 在暗處與照光下進行結構中Se, N取代反應,發生科肯德爾效應 (Kirkendall effect) 以達化學修飾法之目的,並產生2-8 nm之中孔洞。此高表面積 (30-60 m2/g) 之中孔洞材料,可有效進行水分解產氫 (HER) 及染料降解等光催化反應,發現硫取代比例影響其催化活性,並以元素分析 (EA, ICP-OES)、電子顯微鏡、X光吸收與繞射技術 (XAS, XRD) 進行奈米材料結構及性質分析,探討其催化活性增強之因素。 另一方面藉由路易斯酸 (氯化鐵、氯化銦) 進行CdSe(en)0.5改質,透過路易斯酸與CdSe(en)0.5中en的胺基配位,使材料結晶結構由Pbca空間群轉變為纖鋅礦結構,形成多層二維無機材料,並透過元素分析、電子顯微鏡、X光吸收與繞射技術 (XAS, XRD) 進行材料結構轉變解析
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    配位基對硒化鎘奈米粒子之光學性質研究
    (2012) 林含芳
    本論文主要藉由光譜之變化,剖析正烷基胺和正烷基硫醇與硒化鎘表面作用狀態。我們利用化學膠體法製備硒化鎘奈米粒子,紫外可見光光譜儀、螢光光譜儀、X光粉末繞射儀作光學性質及結晶性之鑑定。正烷基胺和正烷基硫醇為吸附物,去修飾硒化鎘表面。低濃度的正烷基胺能增強PL強度,而正烷基硫醇會導致PL強度焠滅。胺類使吸收和放射光譜都出現藍移,硫醇分子造成紅移發生。硒化鎘溶液加入正烷基胺有助於鈍化硒化鎘表面,它的頭端基能提供電子給金屬離子形成的懸空鍵,減少表面缺陷。正烷基硫醇與粒子作用,則會造成缺陷放光增加。對於配位基與奈米粒子作用情形,我們也建立Langmuir 模型求出吸附鍵結常數。以電子效應解釋其表面反應機制,正烷基胺有較強的供電子能力,使生成的反鍵結軌域提升至硒化鎘LUMO之上,消除了電子捕捉態。正烷基硫醇不傾向供給電子,無法消除捕捉態。
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    Size-Controlled Ex-nihilo Ferromagnetism in Capped CdSe Quantum Dots
    (Wiley-VCH Verlag, 2008-05-05) M. S. Seehra; P. Dutta; S. Neeleshwar; Y.-Y. Chen; C.-L. Chen; C.-L. Dong; S.-W. Chou; Chia-Chun Chen; C.-L. Chang
    Hysteresis loops in D = 1.8 nm CdSe-TOPO nanoparticles show ferromagnetism at 5 K and 300 K. Charge transfer from Cd to the Cd–O bond is shown by arrow in the Fourier transforms amplitudes of the EXAFS k2χ data at the Cd K-edge in the smaller 2.8 and 4.1 nm particles. This charge transfer produces holes in the Cd 4d band yielding ferromagnetism varying as 1/D with magnetic moment µ = 0.0075 µB per Cd surface atom.