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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    鈷鈀合金薄膜於藍寶石基板(0001)在氫化效應下對磁性之影響
    (2016) 陳昱全; Chen, Yu-Chuan
    本論文為探討在室溫下,氫氣吸附與脫離的效應對於不同厚度,10nm、20nm、30nm、60nm Co50Pd50/Al2O3(0001)合金薄膜的影響。 首先樣品皆在超高真空下鍍膜完成,接著使用能量分散X-射線光譜分析(EDX)量測樣品的成分比例,並用穿透式電子顯微鏡(TEM)校正樣品的厚度,然後使用柯爾磁光效應(MOKE)在真空以及曝氫的環境下量測樣品的磁性轉變,最後再使用原子力顯微鏡(AFM)與磁力顯微鏡(MFM)觀察樣品表面與磁區分佈。CoPd的合金在吸附氫氣後,對自身的磁性產生了很大的影響,包括磁滯曲線的矯頑場(Hc)、殘磁(Mr)、飽和磁化量(Ms)與光源反射率等,甚至有磁易軸轉向的情況(Spin Reorientation Transition),原因就在於Pd能夠吸附比自身體積大很多的氫氣進而擠壓到Co的晶格結構或者因電荷轉移改變合金材料的電子結構。在10nm樣品上,曝氫後矯頑場甚至縮小了7倍之多。隨著厚度不同,每片樣品所表現出的磁性轉變也不同,另外在樣品曝氫時,樣品皆表現出去磁的反應,也就是內部磁區因氫氣吸附而被打亂。藉由重複量測柯爾磁光訊號,發現氫氣的吸附與脫附為可逆反應,反應速度快而且具有重複性。
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    鈷鈀合金在氫化效應下導致可逆性長程有序磁排列
    (2015) 黃瀚元; Huang, Han-Yuan
    不同比例及厚度下的鈷鈀合金長在藍寶石基板(Al_2 O_3 (0001))上,觀察樣品氫化效應對磁性的影響。 樣品皆在超高真空系統下(〖10〗^(-8) torr)利用熱蒸鍍原理將鈷及鈀兩金屬對鍍形成合金,鍍完成後用歐傑能譜儀(Auger Spectrum)測量其成分比例、用磁光柯爾效應(MOKE)測量氫氣吸附後的磁光特性改變、原子力顯微鏡(AFM)觀測表面結構對於氫氣吸附所改變的磁性行為,接著在低溫下用超導量子干涉震動磁量儀測量磁的特性。 鈀吸附氫氣後會變成氫化鈀,隨著曝的氫氣量愈來愈多,氫化鈀晶格常數從原本的 3.89 Å (α-phase)上升至 4.02 Å(β-phase)。樣品固定Pd的鍍量且Pd比例為33 %時,曝完氫氣後其磁光特性並沒有明顯變化,隨著鈀金屬比例升高至61 % 時,曝完氫氣後,樣品磁滯曲線的矯頑力、殘磁比及光訊號皆會改變。將鈀的比例提升至 76& 及 86 %時,矯頑力上升10倍;磁滯曲線的飽和磁化量及殘磁的比值(squareness = M_r/M_s )也在曝完40 mbar氫氣2-3秒內從10% 上升至100%。這是因為當鈀的比例變高而磁性金屬鈷的比例下降時,合金的磁矩排列從原本的長程無序狀態下,氫化後變成長程有序排列的稀磁性金屬特性。固定Pd比例(61 %)下改變樣品厚度,發現20奈米厚度的樣品,其吸附氫氣後的磁光效應改變比10奈米來的明顯。除此之外,當氫氣被機械幫浦抽出時,樣品會在2~3秒內從β-phase回到α-phase,且該反應是可以被重複的。 用原子力顯微鏡觀察 Co_14 Pd_86 樣品的表面形貌,其表面上有許多直徑約100奈米的團簇,團簇中間充滿著直徑約20奈米的顆粒,這些顆粒除了可以增加樣品接收氫氣的表面積外,還可以形成不同的截面以增加氫氣吸收的效率。