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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    運用昆拉赫振盪量測局域功函數及研究其與電子結構之相互作用
    (2010) 林俊良; Chun-Liang Lin
    利用掃描穿隧能譜術可以探測高於真空能階之後的電子結構,包括穿透共振與昆拉赫震盪都可以於能譜中顯現。在銀薄膜於矽(111)7×7表面與金(111)表面的量測中發現昆拉赫震盪的峰值強度會隨著區域的不同而有所差異,這個差異是源自於各區域對電子的穿透率不同所產生,因而可以被運用來解析介面及表面的結構。另一個具有一般性的現象也在實驗中被觀察到,那就是即便昆拉赫震盪強度是具有局域性的差異,其總強度是守恒的,此外,藉由量測銀(100)表面的昆拉赫震盪,證明了塊材的能帶結構在某個表面上的投影是與穿透背景相關的。同時,藉由觀察銀薄膜在金屬基材上的穿透共振可以了解穿透共振會受到介面電子結構的影響,其發生與介面電子結構是否具有「類能隙特徵」有很大的關連性。另一方面,觀察銀/金(111)、銀/銅(111)與鈷/銅(111)三個系統的昆拉赫震盪,我們證實了薄膜與基底間的功函差異並非最低階峰值的能量平移,反而應該是存在於高階中的固定能量平移,因此高階的昆拉赫震盪可運用於精確地量測薄膜的功函數,故可用來量測具有量子井態的鉛島之震盪的功函數,從六層到十五層的實驗結果中發現其量測到的震盪形式與先前理論計算的結果相當吻合,由於鉛是一層一層地成長,我們發現功函數的增減與鉛島中已佔據的量子井態增減相關。最後,同樣是藉由掃描穿隧能譜術,碳六時薄膜在金屬基材上從費米能階到超過真空能階的電子結構被清楚地解析出來,結果顯示除了一般熟知的最低未填滿分子軌域加一(LUMO+1)及加二(LUMO+2)之外,一些額外與「超級原子分子軌域」相關的次能帶也顯現出來,甚至是在超過真空能階之後,我們認為碳六十分子薄膜的電子軌域之極限應該不是真空能階,而是電子游離能。此外,我們也發現能譜中在超過游離能之後的額外特徵,此特徵應該是屬於電子受到分子薄膜干涉的結果。
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    二維鈷原子島在銀/鍺(111)√3×√3表面聚集與成長之研究
    (2005) 林俊良; Chun-Liang Lin
    在超高真空的環境中(<10-10mbar),利用分子束蒸鍍鎗(MBE)成功地在半導體鍺(111)表面成長鈷的磁性薄膜,並藉由掃描穿隧顯微鏡(STM)觀察其成長初期的行為。為了阻隔鈷與鍺形成化合物,我們先在鍺的表面加鍍單一層原子的銀,並加熱使其形成(√3×√3)的穩定重構,再行鍍0.35ML的鈷並加熱至200℃以上,即成功地發現鈷原子在表面上形成具有週期性的二維的原子島,這些二維的原子島的厚度在兩層以下僅相差0.05nm,其後則皆相差0.2nm,而且兩層以下的鈷原子排列較為鬆散,其結構週期相對於基底鍺為(√13×√13),然兩層以上的鈷原子排列較為緊密,結構週期則變為(2×2)。我們也發現,兩層以下的鈷原子磊晶方向具有特殊的鏡像對稱模式,鏡射面分別平行鍺(111)面上的 、 、和 三個方向,而鈷以一層伴隨一層地成長至第三層之後則會恢復與基底鍺相同的堆積方向,這些足以說明鈷與鍺之間雖然隔著一層銀,但關係仍然密不可分。此外,當加熱溫度達到300℃以上,鈷獲得較多的動能足以逐漸克服基底的影響而較為自由運動,其總體擴散活化能約為2.39eV,並且為了降低整體表面自由能,鈷趨向不斷地聚集並往三維的方向成長,使表面露出更多有銀的部分,也因此出現更大或更高的鈷原子島。