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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Item 氧化鈷在11原子鈷層/矽(111)上交換偏移相圖與鈷在銀(√3×√3)/矽(111)之磁性研究(2011) 許志榮整個論文架構分為三大主題：即「超高真空系統之搬遷與設置」、「y ML CoO/11 ML Co/Si(111)」和「y ML Co/Ag/Si(111)- √3 × √3」之研究。「超高真空系統之搬遷與設置」包括腔體拆解、組裝與表面物理實驗室的規劃以及採取各個步驟和設計流程的原因。在反鐵磁層與鐵磁層「y ML CoO/11 ML Co/Si(111)」研究當y = 5、10、15時，其交換偏移作用是屬於哪一種類型(HE不為零或者Hc變大)，實驗的方法是採用「零場冷卻」與「場冷卻」兩種方式來對照，並期許能將實驗結果彙整成交換偏移相圖。「y ML Co/Ag/Si(111)- √3 × √3」先將Ag與Si(111)形成結構為√3 × √3的表面合金，之後再鍍上不同層數的Co膜，以磁光柯爾效應儀研究一系列磁性行為的變化。在反鐵磁層與鐵磁層系統「y ML CoO/11 ML Co/Si(111)」研究結果，在y ≤ 10時，是屬於Hc變大之交換偏移模型，其原因為低層數CoO以奈米顆粒的方式堆積，使得其磁異向性相較外加場來說是比較小，因此會讓柯爾訊號Hc增大。在y ≥ 15時，是屬於HE不為零之交換偏移模型，其原因為高層數CoO在11 ML Co/Si(111)上形成膜，使得其磁異向性相較外加場來說是比較大，因此會讓柯爾訊號HE不為零，最後，彙整交換偏移相圖，交換偏移相圖中分成三個相位，即HE不為零之交換偏移、Hc變大之交換偏移和沒發生交換偏移。「y ML Co/Ag/Si(111)- √3 × √3」研究結果，雖然在y＜4.38時沒量測到縱向柯爾訊號，然而從4.38 ≤ y≤10.21之縱向柯爾訊號做線性推斷其通過原點，表示Ag與Si(111)形成Ag/Si(111)- √3 × √3表面合金之後，能有效消除死層，阻止Co與Si(111)形成矽化物。且在4.38≦y≦10.21時，鍍於表面合金Ag/Si(111)- √3 × √3上的Co膜其易磁化軸為水平方向。在其相轉變研究方面，3.65 ML Co/ Ag/Si(111)- √3 × √3 (Ag的殘存量0.48 ML)推估其居里溫度約在275 K到300 K之間，3.51 ML Co/ Ag/Si(111)- √3 × √3系統(其中Ag的殘存量為0.53 ML)中，3.51 ML Co的厚度仍然太薄，3.51 ML Co/ Ag/Si(111)- √3 × √3的居里溫度可以推估小於150 K。Item 以電鍍方法成長Co/Pt(111)薄膜及其磁性研究(2015) 郭唯旭; Kuo, Wei-Hsu在研究中，使用電化學的方式在水溶液環境中成長Co薄膜在Pt(111)上，透過加入Pb與紫精酸形成完全不同的磁性異質介面，研究Co薄膜受到不同的介面異向能以及不同的量測電位對磁特性的影響，利用循環伏安法(cyclic voltammetry, CV)鑑定成分，並使用磁光柯爾效應(Magneto-optic Kerr effect, MOKE)進行磁特性的量測。 實驗中Co薄膜成長在Pt(111)上並不會形成合金亦不會形成磁性死層，在5 nm 以上時可以穩定存在，不與溶液中的各種離子起化學反應，並且在不同的量測電位可以發現矯頑力會受到電場影響而增強的現象。 在Co/Pt(111)上加入Pb的覆蓋層，發現矯頑力並無明顯變化，推測是Pb只吸附在薄膜上不與Co形成合金態，且並未影響介面結構，導致矯頑力不變。 加入紫精酸則可發現矯頑力受到介面異向能的改變而變化，然而飽和磁化量、殘磁以及方正度均沒有明顯的變化，在不同的電位量測紫精酸對矯頑力的影響，發現紫精酸隨著電位變化，因為各個不同的官能基受到電位影響的能力不同，產生了不同的吸附狀態，使得表面的電子分布不同進而讓表面的鈷原子間自旋或軌道的角動量耦合改變，這樣的現象可近似於表面磁矩間耦合的缺陷增強或減弱而使得矯頑力變化，而這樣的表面現象僅影響薄膜的表面，因此表面特性的貢獻比例會持續隨著膜厚下降，此研究結果發現在此系統中可以利用電位的不同來瞬間控制磁性薄膜的矯頑力變化，極富應用價值。Item 奈米級紅熒烯/鈷薄膜的物理特性研究(2019) 周彥維; Jhou, Yan-Wei近期可撓式電子產品日益增加，且有機半導體材料具有由於低成本，且易於低溫製程，所以引起了很多關注，其中紅熒烯是具有高載子移動率的有機半導體。本研究中第一部分為紅熒烯奈米級雙層結構研究。X光反射率實驗與擬合，其中紅熒烯薄膜出現雙層模型特性，同時可定出紅熒烯表層的厚度為2.7±0.2奈米，且表層的散射密度長度數值低於下層塊材。紅熒烯厚度增加時，可以觀察到紅熒烯的表面形貌變化，從小顆粒轉變成大顆粒的奈米域(nano domain)。透過X光繞射實驗中，得知紅熒烯薄膜中具有相位分離的分層現象，代表紅熒烯薄膜中具有非單一晶相的奈米域，其中表層具有兩種次要結構，且下層塊材會有另一主要結構。不同厚度下紅熒烯薄膜彈性模量實驗，也可觀察到紅熒烯薄膜具有雙層模型特性趨勢，而後結合雙層模型彈性模量理論進行擬合時，可得知紅熒烯薄膜中表層與下層塊材間彈性模量等。四點探針電性測量時，紅熒烯薄中的雙層性質可用於表現在它的電阻行為，其中觀察到界面粗糙度對傳導電子的傳輸路徑敏感，該訊息對於有機半導體在可撓式面板中的未來應用是具有相當價值。 第二部分的研究為鈷與紅熒烯在矽(100)上形成複合性薄膜的表面與磁性的研究，實驗中嘗試鈷與紅熒烯的比例為1:0.33、1:0.5、1:1。而複合薄膜成長時會傾向層狀方式成長，上層主要為紅熒烯，下層主要為鈷-紅熒烯。當複合薄膜厚度較厚時，其中足夠量的紅熒烯會形成界面活性劑，降低薄膜與矽(100)基板間界面的交互作用，使薄膜表面會非常平坦，且此時樣品的矯頑力較低，當複合薄膜厚度較薄時，表面會有殘留一些鈷的顆粒，薄膜表面較粗糙，其中粗糙的表面代表薄膜中有許多的缺陷，才會使磁化翻轉時矯頑力較大。在鈷與紅熒烯複合薄膜中，當提升紅熒烯薄膜的量時，讓複合薄膜中的鈷與紅熒烯的界面增加，且增加紅熒烯的界面活性劑作用機會，進而提升複合薄膜的品質。 第三部分的研究為紅熒烯插層在鈷/矽(100)的表面與結構對磁性影響的研究。在鈷/矽(100)中會形成奈米鈷晶粒，在插層紅熒烯薄膜之後，紅熒烯會向上層的鈷擴散，讓鈷偏向形成非特殊晶相的膜，並且矯頑力的降低歸因於磁性材料中的缺陷密度下降。而在矯頑力數值附近的鈷/矽(100)柯爾顯微鏡圖像，觀察到在暗圖像中具有一些隨機分佈的缺陷，通過增加外加磁場，缺陷並不會在不同的磁場下移動，並且作為磁域壁運動的釘扎點，通過對鈷/紅熒烯/矽(100)的缺陷密度和矯頑力分析，進而得知樣品中鈷薄膜的磁域會以一維彎曲模型進行磁化翻轉，且缺陷與磁域壁為較強的交互作用。此研究主要透過磁光柯爾顯微鏡直接觀察到薄膜中的缺陷並定量出薄膜中的缺陷密度，如果此技術更加成熟，可以提供給磁性材料一個快速篩檢缺陷的方式。透過紅熒烯界面活性劑效應，改變薄膜中的缺陷，最後影響到薄膜中的磁特性，如果未來能結合薄膜彈性模量的研究，可以提供在可撓式有機磁性面板的開發。Item Item Item 還原時間、鎳(Ni)的摻入及載體(CeO2, BZDy)對於鈷(Co)催化劑在乙醇氧化蒸氣重組反應之影響與反應機構探討(2018) 郭伯揚; Kuo, Po-Yang本實驗以含浸法來合成10%金屬鈷(Co)與鈷鎳合金分別附載於氧流動性之氧化鈰(CeO2)與親水性之鋯酸鋇摻雜鏑(BZDy)之催化劑，在進行乙醇氧化蒸汽重組反應(OSRE)前，催化劑分別在氫氣下進行還原0小時、還原1.5小時及還原4小時的前處理。催化劑鑑定方面使用能量散射光譜儀(EDS)、X-ray粉末繞射分析儀(XRD)、X-ray光電子能譜儀(XPS)、程序升溫還原反應(TPR)進行催化劑的特性鑑定。透過氣相層析儀GC分析產物選擇率、轉換效率及氫氣產率的催化性能。以原位漫反射傅立葉轉換紅外光譜儀(in situ DRIFTS IR)來推測乙醇氧化蒸汽重組之反應路徑。實驗結果顯示Co附載於親氧性之CeO2上時在OSRE反應過程中能很容易被氧化或還原，但Co在親水性之BZDy上則較難。兩者在氫氣還原4小時前處理下的反應性相似，但Co/CeO2表面活性氧較多，因此CO2選擇率較高，Co/BZDy表面活性氧較少，則CO選擇率較高。Ni摻入Co/CeO2後會使斷C－C鍵能力增強，也會使CO進行WGS反應而導致、H2產率及CO2選擇率提高，但同時也造成CH4選擇率較高及積碳失活的問題。在situ DRIFTS 實驗中，Co/CeO2的表面較具氧流動性，易使乙醛氧化成CH3COO-，而Co/BZDy的氧流動性較差，較易形成CH3CO-。氧氣的加入會促使CH3COO-及CH3CO-在200OC時就能斷C－C鍵而形成CH3 + CO2與CH3 + CO以及促使CH3和CO的氧化。Ni摻入Co/CeO2後會使得acetate的訊號較小，代表Ni對於斷C－C鍵有很高的活性。