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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    以理論計算探索重組能之光物理效應
    (2020) 吳其錡; Wu, Chi-Chi
    近年來,隨著光物理之研究領域蓬勃發展,相關機制也日益被重視,例如:生物顯影技術之遠紅外放光量子效率之提升與有機發光二極體效率提升之微觀光物理機制。本論文利用計算化學探索重組能對以上兩大光物理現象之影響,內容分別如下: I. 為了提升遠紅外放光分子的放光量子效率,以Franck Condon Principle與Marcus Theory為根基,將基態與激發態兩能階之間的電子躍遷與遲豫至優化結構的能量差定為重組能,並以青色素分子(Cyanines)與電子予體-受體分子(Donor-acceptor compounds),兩類目前研究上最具遠紅外放光潛能之分子,以DFT以及TD-DFT計算結果比對分子差異,並探討分子結構對重組能的影響。 II. 以Fermi’s Golden Rule與Marcus Theory為基礎,將電子轉移速率推廣至第一單重激發態與第一參重激發態的轉換速率,並以絕熱狀態、低耦合為前提,在構象座標中,y軸表示以基態優化結構能量為零點的相對能量,x軸表示不同結構,兩能態得以兩拋物線表達。兩拋物線的相交點為由第一參重激發態轉換至第一單重激發態所需經過的能量障礙。透過DFT以及TD-DFT計算各能態能量並運用二次函數運算,計算不同分子之能障,討論熱延遲螢光放光現象計算上預測之判斷依據。
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    以理論計算探討具高效率反向系統間跨越性質的有機化合物設計原理與其有機發光二極體應用
    (2016) 黃資庭; Huang, Tzu-Ting
    近年來,有機發光二極體之領域致力於發展可有效利用75 %三重態激子的有機螢光材料。目前最受注目的提高激子使用效率方法為設計具有電荷轉移激發態之有機分子,使其三重態激子更有效地透過反向系統間跨越至單重態,進而增加螢光放光。本篇論文將利用計算化學針對新一代有機發光二極體的發光分子進行探討,期望提供此類型發光分子的新設計觀點。本篇論文內容包含以下兩個部份: (i) 根據El-Sayed’s規則,其激發態的躍遷型態改變能有助於系統間跨越的發生,而目前大部分的熱啟動延遲螢光分子,皆在電荷轉移激發態之間進行反向系統間跨越。因此,在第一部份我們將根據自旋-軌域耦合積分值大小,探討具有電荷轉移和nπ*性質混合的激發態對於系統間跨越之影響。此外,我們也利用硫原子取代螢光素之羰基上的氧原子,觀察其重原子效應之影響。 (ii) 由於含時密度泛函理論(TD-DFT)在計算電荷轉移激發態時,若使用缺少非局部密度交換能描述的密度泛函時,常會出現低估激發態能量的問題。因此,在第二部分,我們將利用三種不同的密度泛函,對存在類似熱啟動延遲螢光性質的雜化局部-電荷轉移分子系統做詳細的第一原理調查。此外,我們也使用線性響應溶劑模型與態特定溶劑模型,比較此兩種不同方式描述溶劑影響激發態能量的差異性。