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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    鈣鈦礦與鐵磁層交互作用與磁阻元件製作
    (2021) 吳柄村; Wu, Bing-Tsun
    在先前的研究中,我們發現在FePd薄膜上成長的MAPbBr3會是離散圓盤狀的鈣鈦礦,對於製作元件來說這會導致裸露的FePd薄膜讓電子直接短路,於是在本研究中我們利用了氧化鋁(AlOx)作為插層,在鈣鈦礦MAPbBr3與鐵磁層Co和Fe中間插入AlOx薄膜,成功成長出連續性且均勻的MAPbBr3薄膜,根據原子力顯微鏡顯示其粗糙度約為15 nm,磁光柯爾顯微鏡的結果也顯示出旋塗上MAPbBr3薄膜不會對下方鐵磁層磁性有所影響。在近期的研究顯示出CsPbBr3相對於MAPbBr3具有較高的熱穩定性,且我們發現CsPbBr3旋塗於金屬層上為連續均勻的薄膜。根據上述的結果,鈣鈦礦CsPbBr3可能具有高的應用潛力。因此我們對於CsPbBr3與鐵磁層的交互作用進行研究。我們在方格陣列Co薄膜厚度分別為6 nm、10 nm、12 nm與16 nm旋塗上CsPbBr3,此四種樣品在旋塗CsPbBr3前後的矯頑場均無改變,接著觀察到6 nm與10 nm樣品的矯頑場會隨著第一次雷射光照射的時間有逐漸降低的趨勢,其中10 nm的樣品在照射24分鐘後會量測不到磁性,然後在關閉雷射後放置一小時並再次照光30分鐘後,此時的矯頑場會提升至74.5 Oe,而12 nm與16 nm的樣品則有相反的現象,在雷射光照射下,樣品的矯頑場會隨著雷射照射時間有逐漸增加的趨勢,其中12 nm的樣品在照射28分鐘後會量測不到磁性,而在關閉雷射一段時間後矯頑場會提升至150 Oe,從結果也能發現當雷射光照射時,如果矯頑場有變化且磁性還能被量測到的樣品,在放置一段時間後,矯頑場並不會有回復的特性,根據原子力顯微鏡也能觀察到當給予兩次30分鐘的雷射照光時,粗糙度會從17.9 nm提升至22 nm與27.6 nm。因此,我們推測藍光雷射的照射會改變CsPbBr3的特性,同時也會改變下方的磁性金屬層。
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    鎳鈀多層膜中的自旋霍爾效應與磁鄰近效應
    (2015) 高銘儀; Kao, Ming-Yi
    磁性材料的電阻率會隨著磁場與電流的夾角不同而改變;例如在鐵、鈷、鎳等純元素金屬中,磁場平行於電流方向時其電阻會大於磁場垂直於電流方向的電阻,此效應稱為異向性磁阻(Anisotropy Magnetoresistance, AMR);當材料是薄膜形式時,在磁場垂直於電流方向部分,又可以分為垂直於膜面(Perpendicular)以及平行於膜面(Transverse)兩種,因為幾何尺寸效應,平行於膜面的電阻率會大於垂直於膜面的電阻率。近幾年的研究中,曾經在釔鐵石榴石(yttrium iron garnet, YIG)上長Pt發現了縱向電阻率與垂直於膜面電阻率大於平行於膜面電阻率( )的現象,與以往的異向性磁阻現象不同。為了解釋這樣的現象,有兩種不同的方式被提出:其一是因為Pt很接近Stoner準則,因此Pt會被誘導出磁性,而Pt層的磁阻貢獻便會產生這樣的現象,稱之為混合式磁阻(Hybrid MR)或是磁鄰近效應磁阻(Proximity MR),而另一種理論則是認為因為Pt會因為自旋霍爾效應產生自旋流,自旋流會因為磁性層的磁矩方向不同而在介面上穿透或反射,因此影響電阻率,這樣的行為稱為自旋霍爾效應磁阻(Spin Hall Magnetoresistance)。我們實驗室過去發現了在Pt/Ni以及Pd/Ni的多層膜結構中,有 的異常現象,在此研究中確認此現象必須在Ni層夠薄,以及Pd夠厚的情形才會發生,並且此結果跟溫度是相關的;此外將樣品退火過後也發生了異常 的行為,當材料改變為Ta/Ni作為對照組時,行為與傳統異向性磁阻一致;根據數據,這些異常的結果,是同時跟自旋霍爾效應磁阻以及磁鄰近效應磁阻有關的。