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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    CoO/Co超薄雙層結構在半導體基底上之磁性研究
    (2007) 張新政
    本研究是在超高真空環境下使用蒸鍍方式成長Co、氧壓下鍍Co方式成長CoO,成長CoO/Co超薄雙層結構於Ge(100)與Si(111)上。以歐傑電子能譜儀與反射式高能量電子繞射儀進行表面組成分析,並以表面磁光柯爾效應儀進行室溫與以1 kOe外場冷卻下之磁性性質分析。在Co/Ge(100)上,要出現交換偏向效應需要10 ML的CoO層,而隨著CoO層厚度由10 ML增加到40 ML,阻隔溫度會由169 K增加到231 K。隨著CoO層厚度增加,CoO/Co/Ge(100)會出現環狀繞射圖形,代表更規則化。水平膜面方向的最大交換偏向場出現在25 ML CoO/ 25 ML Co/Ge(100)系統中,HE = 460 Oe,這比在CoO/Co/Ge(111)上所觀測到的小,且出現最大交換偏向場的厚度也較厚。CoO/Co/Si(111)也是有傾斜出膜面的異向性,且介面也會有化合,由於CoO層為多晶,導致交換偏向場會較小。Co/Ge(100)與Co/Si(111)都是磁化易軸接近水平膜面的方向,因此垂直膜面方向的矯頑磁力會叫水平膜面方向的大,導致在量測交換偏向效應時,垂直膜面方向因矯頑磁力超過本系統量測場(2 kOe)而無法的到可信的垂直膜面方向之交換偏向場。
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    泛涵密度理論於硫化氫在Group IV (Si, Ge/Si, Ge) 半導體表面吸附與反應之研究
    (2011) 鄧宗凡; Tsung-Fan Teng
    本文利用泛函密度理論(DFT)探討硫化氫(H2S)在Si(100)-c(4x2)表面, Ge/Si (100)-c(4x2)與Ge(100)-c(4x2)表面上的吸附和反應。在這次研究中,我們發現了四種最穩定產物,其中一個是從來未在文獻中討論過的;這四種穩定產物都是從硫化氫分子吸附經由二次的氫解離,到硫原子跨橋鍵結的過程。另外,經由DOS分析發現Si (100)表面, Ge/Si (100)表面和Ge (100)表面擁有相似的特徵,其中都以c (4×2)為最穩定的表面。 在三者表面上,我們利用理論計算探討表面特性,包括鍵角、鍵能及鍵長;當硫化氫吸附上表面,我們也利用計算提供了中間物和產物的吸附能、鍵角、鍵長、振動波長、結合能以提供後續實驗化學家參考。 根據理論計算數據,我們也畫出反應能量圖,藉由此圖我們可清楚知道反應路徑、反應機構及能量的變化。在四個穩定產物中,其中兩個產物比較取決於動力學下的產物:另外中兩個產物比較取決於熱力學下的產物。主要原因在於速率決定步驟時的活化能以及產物的相對能量。根據反應能量圖,我們也發覺有些反應活化能較小,也利用了EDD(electron density difference) 去探討電子密度的分布來找到合理的解釋。 再者由於電子產品的不斷創新,本實驗也提供了不同材料表面的探討,原來由鍺來替換矽材料,是希望藉由鍺的電子高移動速率,達到較高品質的電子產品,但鍺表面的易氧化帶來負面效果,所以探討了在矽表面濺鍍一層鍺的表面特性。
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    苯硫酚與苯酚在Ge(100)表面的吸附與熱分解反應
    (2014) 鄭智文; Jheng, Jhih-Wun
    利用程溫脫附質譜(TPD)量測脫附碎片,並以X光光電子能譜(XPS)作為輔助,研究巰基(SH)與羥基(OH)不同取代基於苯環上,並比較苯硫酚與苯酚其吸附及熱分解之反應機構。 苯硫酚於低溫105 K曝露於Ge(100)上,會以斷硫氫鍵鍵結於表面上,在低曝露量下, C6H5S上的苯環以平躺的方式吸附於表面上,於高曝露量時,C6H5S上的苯環以站立的方式吸附於表面,達高曝露量時,出現未分解的化學吸附態與多層覆蓋的物理吸附。 苯硫酚於升溫脫附過程中,C6H5SH、H2、GeS、H2S、C6H6為主要分解產物,575 K時有苯硫酚重組合脫附峰出現,苯環的生成為C6H5S斷碳硫鍵鍵結於表面上,而苯環有兩種不同吸附態,於程溫脫附質譜中看到,表面的氫原子會與自己重組合脫附,或與硫生成H2S脫附。而高溫時產生的硫化鍺以斷Ge-Ge的方式生成。 苯酚吸附與苯硫酚大致相同,但熱分解形式不同,因碳氧鍵穩定不易斷鍵,故熱分解路徑不同,根據文獻所示,氧化鍺與硫化鍺所產生機制相同,應於同一溫度出現,但氧化鍺出現的溫度比文獻所提還高,是因氧化鍺的生成需待碳氧鍵的斷裂。另外,在程溫脫附儀訊號上可看到三次苯酚重組合訊號,我們利用理論計算出的位能配合所做實驗數據共同解釋。