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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    利用雷射對富勒烯/二硫化鉬異質結構的效應雕製微觀圖形
    (2020) 馬康耀; Ma, Kang-Yao
    本次實驗的內容主要在探討,成長於二氧化矽(SiO2)基板上的二硫化鉬(MoS2)與C60組合而成的樣品,在綠光雷射下的拉曼效應(Raman effect)以及光致發光(Photoluminescence PL)的結果,以及其表面形貌;並且藉由改變不同雷射功率,觀察C60的脫附現象(desorption)。 樣品的製備為利用化學氣象沉積(CVD)在二氧化矽(SiO2)基板上沉積出二硫化鉬(MoS2)薄膜,再利用超高真空鍍膜技術將C60鍍上;利用原子力顯微鏡(AFM)與拉曼效應、光致發光光譜分析對C60/MoS2樣品的表面結構以及半導體性質進行量測。實驗結果發現,改變不同的雷射功率,以及照射時間,可以對C60的光致發光特徵峰造成影響,進而探討雷射對C60造成的脫附現象;實驗中發現使用波長532 nm功率 5 mW的雷射以1分鐘與6分鐘的照射時間,分別可以使樣品造成 C60的PL峰值以及MoS2的PL峰值的下降,並利用此現象對C60/MoS2異質結構進行微觀圖形的雕製。
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    鐵磁薄膜誘發富勒烯XMCD之磁性探討
    (2017) 徐凱霖; Hsu, Kai-Lin
    本實驗內容主要探討在鐵、C60多層膜結構於Au/Al2O3基板上,經軌域混合後誘發C60磁性,並從X光的圓偏振二向性現象量測來自於C60有極大的訊號。 我們的樣品主要結構是鐵、C60多層膜,重複堆疊沉積於Au/Al2O3基板,使用的鍍膜裝置為電子束熱蒸鍍於超高真空系統內,利用磁光柯爾效應(MOKE)進行一系列的磁性量測,發現其磁易軸方向為平行於樣品,而在X光的圓偏振二向性現象(XMCD)發現碳的K edge有極大的自旋極化率,並且連帶影響到鐵本身在L2,3-edge的極化率,這些變化會依據C60的厚度而有所改變,根據此結果,我們將探討鐵與C60是否有耦合的情況發生,從拉曼光譜中的特徵峰位移以及D-band訊號的改變確認鐵和C60之間有介面耦合的情形發生,之後透過穿透式電子顯微鏡(TEM)得知樣品橫截面構造以及厚度,以及掃描電子顯微鏡(SEM)得知樣品表面結構,這些實驗結果顯示了鐵和C60之間的介面耦合。
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    表面聲波氣體及生化感測器研製與應用
    (2007) 張宏維; Hung Wei, Chang
    本研究建立表面聲波氣體及生化感測器,以偵測有機氣體及生化物質,例如:蛋白質和胰島素。在本研究中研製一低價位的氣體表面聲波感測器以偵測微量有機氣體污染物,本研究亦建立剪力水平表面聲波液體感測器已偵測血紅素、肌紅素、麥膠蛋白及胰島素等。 氣相表面聲波感測器是利用低價位(<10美金)通訊用SAW晶片及頻率計數器和RS-232組裝而成,並自行撰寫電腦程式來做頻率訊號收集及數據收集處理此氣體表面聲波感測器用來偵測各種空氣污染物例如:有機酸、醛類、醇類、烷類、烯類及炔類等,並且利用這自組裝的表面聲波感測器所構成的多頻道系統也用來同時偵測各種不同的空氣污染物。 剪力水平表面聲波感測器塗佈有C60/蛋白質,例如C60/血紅素, C60/肌紅素,C60/榖膠蛋白,C60/抗胰島素等,分別來偵測水溶液中特定待測物,例如:抗血紅素抗體,抗肌紅素抗體,抗榖膠蛋白抗體,以及胰島素。血紅素和肌紅素分別與C60之間的作用力及固定化是利用塗佈有C60的剪力水平表面聲波感測器對血紅素和肌紅素吸附所引起的頻率變化只有部分回復的現象以及FT-IR光譜中有新的吸收峰產生來判斷,C60與血紅素之間有化學鍵的生成,利用這樣的化學鍵生成來把水溶液中的血紅素固定在剪力水平表面聲波感測器表面上。而利用這樣固定有C60/血紅素或者C60/肌紅素的剪力水平表面聲波感測器來分別偵測水溶液中的抗血紅素和抗肌紅素抗體,兩者的靈敏度分別是0.14 和1.27 kHz/(g/mL),偵測下限分別是0.32 以及 0.035 g/mL。此外,雙頻道塗佈C60-Hb及C60-Mb表面聲波感測器亦被以研製以同時偵測血紅素和肌紅素抗體。 而塗佈有C60/抗胰島素抗體的剪力水平表面聲波感測器亦被研製並用來偵測水溶液中的胰島素。此剪力水平表面聲波胰島素感測器在人體胰島素濃度範圍內,感測器的頻率感應訊號和胰島素濃度有良好線性關係及很好的靈敏度(130 Hz/pM),而感測器的偵測下限是0.58pM。
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    多頻道碳六十固定化酵素石英壓電生化感測器之研製與應用
    (2006) 洪銘聰; Ming-Tsung Hung
    葡萄糖、尿素、過氧化氫皆為人體內重要的物種中的其中三種。本研究中,一自製震盪線路及微電腦介面的多頻道石英壓電生化感測器已成功地被建立,實驗室自行撰寫的訊號擷取程式亦可分別用來偵測待測樣品物種(葡萄糖酸、銨根離子、氧氣)之頻率訊號。此多頻道生化感測器裝置包括了一個四頻道的壓電系統(包括兩工作電極以及兩個參考電極)及一氧電極系統。 葡萄糖氧化酶、尿素分解酶及過氧化氫分解酶皆被成功地固定化在碳六十上,而後塗佈在一多孔性材質(SiO2)上,經固定化後之酵素依然保有其催化之活性,特別是在此多頻道石英壓電系統中。將碳六十及碳六十/大環胺醚塗佈於晶片上分別作為葡萄糖酸及銨根離子的吸附劑,藉由晶片上吸附劑吸附催化後的產物,則會造成震盪頻率的下降,進而可以推得產物吸附的多寡,之後換算目標待測物的注入濃度。 此多頻道生化感測器對於個別的目標待測物種有相當好的選擇性。模擬血液中干擾物(半乳糖、半胱胺酸、尿酸等)的存在,對整個壓電系統影響也不至於太大。經固定化之後的酵素,其活性在15天中皆可保持在90%以上。此自製多頻道偵測系統中,亦能有不錯的線性關係,R2值皆可在0.978以上,而最佳偵測下限為12.37μg/mL。利用自製的多頻道石英壓電感測系統可以用來作混合物之定性分析,利用簡單線性迴歸及多重線性迴歸(MLR)之分析方法,亦可成功的將單一頻道及多頻道之樣品作定量分析工作。