理學院
Permanent URI for this communityhttp://rportal.lib.ntnu.edu.tw/handle/20.500.12235/3
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。
Browse
8 results
Search Results
Item Item 氧電漿表面處理對少層數二硫化鉬表面特性的影響(2023) 張乃勻; Chang, Nai-Yun二硫化鉬由於其優異的光學、電性、以及磨潤性質,在未來的微米或奈米機電系統中,有著極大的應用潛力。在製作奈米元件的過程中,氧電漿表面處理是一種常用的表面處理方法。因此,了解氧電漿表面處理對二硫化鉬表面性質的影響是很重要的。在我們的研究中,我們使用了原子力顯微鏡研究化學氣相沉積法所製備出的少層數二硫化鉬經過不同氧電漿表面處理時間後,其表面形貌、表面摩擦力和表面吸附力隨電漿處理時間的變化。我們並藉由拉曼光譜和X射線光電子能譜來觀察二硫化鉬在經過氧電漿表面處理後,其晶格結構的變化與表面氧化的程度。我們發現原子力顯微鏡的探針與二硫化鉬表面間的表面摩擦力和表面吸附力會先隨著氧電漿表面處理時間增加而增加,原因是因為二硫化鉬表面經過氧電漿表面處理後,會產生硫缺陷,因此可能將環境中的水分吸引到二硫化鉬的表面上,使得針尖與樣品表面間形成奈米級水橋,導致表面吸附力量值增加。然而,在經過較長的氧電漿表面處理後,我們所量測到的二硫化鉬表面摩擦力和表面吸附力突然降低。這歸因於二硫化鉬表面上開始形成三氧化鉬,並且會出現多個明顯的裂縫和奈米捲,導致二硫化鉬表面變的十分粗糙。這種粗糙的表面將導致針尖與樣品表面間的有效接觸面積減小,因此造成我們量測到的表面摩擦力和表面吸附力較小。藉由我們的實驗結果可以知道,在元件製造過程中使用的氧電漿表面處理技術,在不同氧電漿處理的時間下,二硫化鉬的表面形貌及奈米磨潤特性都會發生變化。我們的實驗結果將可能應用在製做微奈米機電系統的過程中。Item 利用原子力顯微鏡探討細菌細胞壁結構的破壞(2013) 陳偉昌大腸桿菌受到紫外光照射後,菌體形貌會產生變化,且隨著照射強度增加,菌體形貌的變化也會增加,利用原子力顯微鏡在生物樣品量測的優勢,來了解為什麼菌體會有如此變化。細胞壁是主要維持細胞形貌的因素,而組成細胞壁的結構分別是肽聚醣層與脂多醣層,所以探究肽聚醣層與脂多醣層是否遭受紫外光照射而破壞,是本研究的重點。 本研究利用原子力顯微鏡,在大氣環境下測得,大腸桿菌產生的吸附力做功會隨著照射紫外光的能量提升而下降,這表示維持吸附力的脂多醣層的確受到紫外光照射而破壞 在液態環境下測得,大腸桿菌的有效彈性常數與楊氏模數經由紫外光照射後會下降,利用楊氏模數下降這可以證明紫外光照射,也會產生肽聚醣的破壞。 使用恆定力輕敲式掃描模式系統進行實驗,利用其在液態環境優異的解析度,讓我們在液態環境更精準的量測,實驗結果,其吸附力與楊氏模數的下降,與傳統原子力顯微鏡的結果相同。 使用表面增強拉曼光譜進行實驗,可以發現受紫外光照射的大腸桿菌有許多來自於DNA的訊號,未照射紫外光的大腸桿菌則沒有DNA的訊號,這表示,細胞壁的確受到了損害。 關鍵字:大腸桿菌、原子力顯微鏡、力與距離曲線、有效彈性常數、楊氏模數、紫外光、脂多醣層、肽聚醣層、細胞壁、表面增強拉曼光譜Item 利用掃瞄探針顯微鏡探測鈷、鎳及鈷鎳複合奈米粒子(2009) 許靜淑; Shiu jing-shu摘要 本實驗目的在利用原子力顯微鏡(Atomic force Microscopy,AFM)及磁力顯微鏡(Magnetic force Microscopy,MFM)掃瞄Co、Ni及Co+Ni複合體奈米粒子的表面形貌與磁區觀察; Co、Ni及Co+Ni複合體奈米粒子由台北科技大學所研發的改良式真空潛弧法(Arc-Submerged Nanoparticle Synthesis System,ASNSS)製備,並經由乙二醇溶液保存著。筆者採取兩種不同的外加磁場方法,觀察奈米粒子在不同外加磁場方法下的AFM與MFM之表面形貌與磁區變化行為;接著利用原子力顯微鏡與磁力顯微鏡本身內建軟體,分析奈米粒子的Contrast difference of MFM signal。 利用磁力顯微鏡大氣系統在觀測上的優勢是:易於操作(不需抽真空)、解析度高,可看到樣品的表面形貌與最想觀測的磁區變化,搭配分析軟體可做Contrast difference of MFM signal的測量,並繼續利用Origin軟體作圖分析……等等。但是缺點在於真空度不佳,對於樣品表面的乾淨度不易維持,所以欲達到原子層級解析有困難,並且MFM的磁針只有三個月的壽命,必須趁探針尚有磁性的時候趕快測量,否則時間一過,就沒辦法量測出MFM圖形。另外,在掃MFM時容易遇到MFM模式常常掃不到磁區的情況,原因歸於有時候樣品的磁性變化不是那麼明顯,或是探針的磁性已經消磁等等。這是做實驗上遇到的最大困難度。此外,實驗上做Hemholtz線圈邊加磁場邊掃會容易受到磁場history的影響,也是實驗上會遇到的問題。 實驗結果顯示,排除MFM有時候不能掃到理想磁區的限制之外,磁力顯微鏡協助我們觀察Co、Ni及Co+Ni複合體奈米粒子在不同外加磁場方式下所呈現的結果,的確對我們不同的樣品量測MFM的優良與否判斷有其貢獻。結果發現,Co奈米粒子的MFM磁區最容易觀察,反之,Co+Ni奈米粒子最不容易觀察,Ni奈米粒子居於中間。Item 利用掃描探針顯微鏡探測二氧化鈦奈米粒子(2007) 邱千鳳本實驗目的在利用原子力顯微鏡(Atomic Force Microscopy, AFM)探測二氧化鈦奈米粒子的形貌;二氧化鈦粒子由台北科技大學所研發的改良式真空潛弧法(Arc-Submerged Nanoparticle Synthesis System, ASNSS)製備,製備出的奈米流體由不同的介電液收集著。筆者採取不同的取樣法與乾燥法,觀察奈米粒子在矽基底與銅/矽基底上是否有不同的聚集或分散行為;接著利用原子力顯微鏡本身內建軟體,分析粒子的尺寸。 利用原子力顯微鏡大氣系統在觀測上的優勢是:易於操作(不需抽真空)、解析度高,可看到樣品表面形貌與粗糙度,搭配分析軟體可作尺寸測量、grain分析與統計、三維顯示……等。但是缺點在於真空度不佳,對於樣品表面的乾淨度不易維持,所以欲達原子層級解析有困難,另外,取一張圖所需的時間長。 實驗結果顯示,排除原子解析度不可達的限制,原子力顯微鏡協助我們觀察TiO2奈米粒子在不同取樣方式的呈現結果,的確對我們的取樣方法的優缺判斷有其貢獻。合適的取樣方法標準是,以AFM影像掃瞄結果判斷:一為在微米尺度下(大尺度)粒子分佈均勻,而即使在小於微米尺度(奈米尺度)下有團簇行為依然是可以被接受的取樣方法;二為判斷粒子的尺寸大小是否為奈米粒子,即粒子徑度與高度均在100nm以下;或是形成的團簇粒子尺寸在微米以下,而且幾乎是均勻大小的尺寸。Item 氧缺陷對於氧化鋅薄膜奈米摩擦性質之影響(2016) 張桓僕; Chang, Huan-Pu本研究利用原子力顯微鏡的技術,來探討奈米尺度下,脈衝雷射沉積法所成長的氧化鋅薄膜其表面摩擦力對探針掃描速度的關係。我們發現氧缺陷的存在對於氧化鋅表面的摩擦性質扮演著重要角色。在低相對溼度的環境下,由於熱擾動造成的黏滑效應之影響,摩擦力與探針掃描速度呈正相關。然而,在高相對溼度的環境下,探針與氧化鋅表面的摩擦力在掃描速度小於2.7μm/s時與掃描速度呈現負相關,而在大於2.7μm/s時則呈正相關。這是由於氧缺陷可以吸附大氣中的水分子,因此在低速時,水分子有足夠的時間可以在探針與樣品粗糙表面間的空隙形成毛細水橋,使得摩擦力增大。但隨著速度增加,毛細水橋對摩擦力造成的效應將漸漸降低,使得摩擦力隨速度增加而減小。當毛細水橋不再有足夠時間形成時,摩擦力則再度與速度呈正相關。接著我們又利用光催化效應來操控氧化鋅表面的親疏水性。氧化鋅表面在被波長為365 nm的紫外光照射後將由疏水性轉變為親水性。此時所量得的摩擦力不僅大幅加,並且在不同濕度下,摩擦力對掃描速度皆呈現負相關。這是因為光催化反應可以大幅增加氧化鋅表面的氧缺陷,促進更多水分子的吸附,讓毛細水橋更容易在探針與氧化鋅間形成,進而影響了摩擦力對速度的關係。最後,利用光催化反應,氧化表面的溼潤性的轉變具有可逆性,因此我們可以利用此性質調控氧化表面摩擦力對速度的變化關係,這對未來利用氧化鋅為奈米元件材料的奈米機電系統將有應用的潛力。Item 吩噻嗪化合物之氧化聚合與偶氮化聚合對修飾電位之關係(2017) 陳中亦; Chen, Jhong-Yi有鑒於吩噻嗪化合物具有與核黃素相似的吩噻嗪結構,本研究於是以循環伏安法(CV)以及原子力顯微鏡(AFM) 探討 phenothiazine 化合物之電化學性質。過程中利用循環伏安法將 Thionine Chloride(TC) 、 Toluidine Blue (TB)、Methylene Blue (MB)等 Phenothiazine 類化合物氧化聚合及偶氮化還原聚合在 ITO 及 HOPG 表面,並藉此探討修飾電位的影響性,且利用刮除法得知修飾物厚度,最終以終端電位及修飾物厚度來找出修飾及固定用的吩噻嗪化合物。未來在如製作生化感測器上等時我們能得知要用何種吩噻嗪化合物及修飾方法來固定其效果為最好。Item 奈米金-蛋白質結構探討與應用(2015) 王姵婷; Wang, Pei-Ting為瞭解生化物質遭受外力破壞時可能引起的生化功能與結構變異,本論文以人工細胞作為先驅模型,探討其暴露於酸鹼物質或是氧化劑環境中時可能遭受的結構變異。實驗結果顯示:若以牛血清蛋白與奈米金微粒進行反應,可製得不同性質的人工細胞(簡稱Au@BSA),並可藉以探討蛋白質變質現象。原子力影像分析(AFM)顯示,若將Au@BSA浸置於1 M的氫氧化鈉溶液中時,細胞壁與探針間的黏滯力會隨浸置時間增長而上升,而細胞表面的導電度也會隨之提高,但經五分鐘後,二者漸趨定值。若將Au@BSA改浸置在1 M鹽酸中,其結果與氫氧化鈉結果相似。我們也將Au@BSA暴露於含氧活性物的環境中,發現其破壞力遠大於酸鹼物質。此外,本論文也探討Au@BSA作為化學感測器的應用潛力,發現其可經由螢光變化分析過氧化氫與葡萄糖,並可發展成生化邏輯電路,極具應用潛力。 關鍵字:奈米金、人工細胞、原子力顯微鏡、變性、力曲線分析法