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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    臨場監控雷射鍍膜法合成高介電常數薄膜電性、光性、微波特性研究
    (2007) 陳昱文; Yu-Wen Chen
    本研究利用脈衝雷射鍍膜法(Pulsed Laser Deposition, PLD)合成PBZNZT x(0.94Pb(Zn1/3Nb2/3)O3+0.06BaTiO3)+(1–x)((1–y)PbZrO3+ yPbTiO3)( x=0.6, y=0.52 )薄膜。首先利用光多頻分析儀亦即可見光發射光譜儀(Optical Multichannel Analyzer, OMA, i.e., Optical Emission Spectroscope, OES)臨場監控並擷取分析靶材的電漿物種發射光譜,俾了解品管PLD適當的鍍膜參數條件,据以獲得BMT當緩衝層,在鍍膜溫度T= 400 ℃,雷射能量通量密度E= 1.50 J/cm2,雷射鍍膜重覆率R.R.= 5 Hz,氧分壓PO2 (PBZNZT)=0.50 mbar、PO2 (BMT)=0.90 mbar,PBZNZT、BMT靶材分別與基板間距為4.5 cm、4.0 cm,鍍膜時間t=30 min (PBZNZT)、15 s(BMT),成功鍍得鈣鈦礦結構PBZNZT/BMT/MgO薄膜。再進一步量測分析所有薄膜的電性、光性、微波特性。 電性方面,雷射鍍PBZNZT薄膜的最佳矯頑電場Ec 值約522.32 kV/cm,最佳殘留電極化Pr值約25.99 C/cm2,且薄膜在頻率2 kHz的最佳低頻介電常數(εr) =737。 光性方面,PBZNZT/BMT/MgO薄膜晶粒大小均勻,約在50–100 nm,膜厚(d) =2193.37 nm,能隙(Eg)=0.85 eV,折射率(n)=1.9020,吸收係數(k)=0.00428 nm-1,最佳光頻介電常數(εr) =3.6153。 微波特性方面,PBZNZT/BMT/MgO薄膜的最佳微波介電常數(εr)約177.7,微波品質因子(Q)約10,080。 藉雷射鍍膜法研製具高介電常數PBZNZT薄膜,除可提供相關學術研究參考外,並可促成高介電常數薄膜之輕薄短小元件應用早日來臨。
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    電鍍Py(100)/Cu(100)/H-Si(100)多層膜之磁性研究
    (2014) 李伯威
    利用單槽電鍍(Single bath electroplating)在室溫下製作單層至40層的鎳鐵(Py;Ni80%Fe20%)與銅磊晶多層薄膜,使用脈衝雷射沉積法(Pulsed laser deposition;PLD)鍍銅電極層50nm於H-Si(100)為鍍膜基板,Cu(100)是藉由旋轉45度使晶格失配度(lattice mismatch)從33.3%降為5.7%,故能磊晶的必要條件。樣品經由SEM與EDS觀察表面形貌並確定成分比例正確,再由X光繞射實驗證明Py(100)能穩定磊晶在Cu(100)上。另外X光Phi-scan量測也證實基板與薄膜的晶向關係為Si[110]//Cu[010]//Py[010] ,多層膜的X光繞射量測到隨層數增加而Py(100)與Cu(100)訊號強度增強,但沒有觀察到多層膜的X光紹熱衛星信號,這由於各層顆粒隨著週期數增加而變大造成衛星信號消失。 在磁性量測上,經由LMOKE量測,與Py薄膜不同,(Py/Cu)n/Cu/H-Si(100)多層膜樣品顯現出強烈同向性,這量測與立方晶格結構不一致,然而此結果原因尚不清楚。Py12nm/Cu30nm系列多層膜樣品矯頑場從單層5.9Oe增加到40層之8.5Oe,另一系列樣品Py12nm/Cu3nm矯頑場亦隨層數增加,由單層9.2Oe增加到40層27.75Oe。其他磁性參數由FMR量測經計算得出阻尼常數在Py12nm/Cu30nm 系列由1.61x10-1隨層數增加至3.038x10-1 。另外Py12nm/Cu3nm多層膜系列的阻尼常數則是由1.25x10-1 至 1.29,符合表面顆粒變大而線寬增加影響阻尼常數增加。
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    PLD製作Py(100)/Cu(100)/H-Si(100)薄膜與其磁性行為研究
    (2014) 趙晉鴻; Cing-Hung CHAO
    利用脈衝雷射沉積(Pulsed laser deposition, PLD)法在室溫下製作厚度5nm至100nm之銅與鎳鐵 (Ni80% Fe20%, Py)薄膜於H-Si(100)基板上,Cu(100)為了降低晶格失配度從33.3 %降為5.7 %,故旋轉45度使Cu[100]平形H-Si[110]進行磊晶,樣品經X光繞射實驗確定單晶Cu(100)結構生成。FCC-Py(100)因與FCC-Cu(100)間的晶格失配度為1.7%,因此Py(100)可穩定地磊晶於Cu(100)上。藉由X光ϕ-scan的量測也證實基板與薄膜間的晶向關係為Si [110]//Cu[010]//Py[010]。而[Py/Cu]10的多層膜樣品在X光繞射實驗上發現具有超晶格結構。 在磁性量測上,由LMOKE發現樣品具有單軸磁異向性,並且易磁化軸與難磁化軸分別平行於Py[010]與Py[100],單軸磁異向性可能是由於晶格失配度產生應變,破壞FCC-Py的四重對稱所造成。從這次的研究結果發現,樣品的矯頑場隨著Py厚度的增加從1.7Oe增加到3.0Oe。其他的磁性參數由FMR量測結果經計算得出,阻尼常數當Py厚度為10nm時,有最小值 1.25×〖10〗^(-2),之後分別因為渦電流效應與晶格失配度導致阻尼常數隨著Py薄膜厚度的增加或減少皆為上升。