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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    A(B’1/3B”2/3)O3介電陶瓷之微觀結構與微波特質關聯性研究
    (2006) 陳美瑜; Mei-Yu Chen
    本文利用拉曼散射、X光繞射和延伸X光吸收譜等光學方法來測量A(B’1/3B”2/3)O3鈣鈦礦陶瓷中氧八面體結構、 1:2有序結構與其微波性質的關連性。樣品共有三組,第一組樣品為不同燒結條件的Ba(Mg1/3Ta2/3)O3。此組樣品皆為Q×f值非常高的樣品,X光繞射分析發現1:2有序程度高其Q×f值越高。此組Ba(Mg1/3Ta2/3)O3樣品的微觀結構非常相近,氧八面體體積差異無法由拉曼散射和X光吸收實驗解析。第二組樣品為鎳掺雜之Ba(Mg1/3Ta2/3)O3,即xBa(Ni1/3Ta2/3)O3 +(1-x)Ba(Mg1/3Ta2/3)O3 (x=0~0.03)。X光吸收譜可以很明確知道鎳原子是取代鎂原子的晶格位置,而當鎳掺雜濃度越多時,氧八面體越緊密,此時介電常數也隨之減小;且鎳掺雜的越多,1:2有序結構被破壞的程度愈高,Q×f值也隨之降低。第三組樣品是燒結溫度介於1350~1550oC的五個Ba(Co1/3Nb2/3)O3陶瓷樣品。當燒結溫度為1400oC時,實驗發現Ba(Co1/3Nb2/3)O3具有最小的介電常數和最大的Q×f值。此樣品的氧八面體也最緊密、1:2有序程度也最好。燒結溫度高於1400oC之樣品,介電常數開始變大、Q×f值變小,且氧八面體結構開始鬆散、1:2有序程度變差。實驗顯示燒結條件會強烈的影響到晶體內氧八面體結構與1:2有序程度,其微波特性與氧八面體微觀結構直接相關。
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    高分子對鈦酸鋇分散性能與電性之研究
    (2008) 陳龍賓
    鈦酸鋇因具有強鐵電、壓電和介電等特性,為製造電容器、電感器、壓電感測器之重要原料。製程上鈦酸鋇粉末須先加入溶劑以配成漿料,目前所使用的溶劑分為水及有機溶劑兩類,基於環保與降低成本,近年來水系漿料的製備已引起矚目。為製備分散良好之漿體,常需加入聚電解質作為分散劑。隨著漿體pH值增加,高分子吸附量減少,但降低漿體pH值,高分子解離度降低、鋇離子溶出量增加。為了製備分散穩定的漿料,值得合成出具有良好分散效能且減少鋇離子溶出的高分子。 本研究主要合成兩種類水溶性高分子:一為陰離子型之聚(甲基丙烯醯胺/甲基丙烯酸鹽) (PMMN),係以甲基丙烯醯胺 (MAM) 及甲基丙烯酸 (MAN) 為單體,在鹼性環境下經自由基聚合反應所合成的共聚物。另一為兩性共聚物,先以氯醋酸鈉與N-(4-乙烯苯基)-N,N-二甲基胺製備一N-(4-乙烯苯基)-N,N-二甲基乙酸銨(DMVBAE)之兩性單體。以DMVBAE和甲基丙烯酸經聚合反應得到聚(N-(4-乙烯苯基)-N,N-二甲基乙酸銨/甲基丙烯酸鹽) (PVM);另外,DMVBAE與甲基丙烯醯胺、甲基丙烯酸可製得聚(N-(4-乙烯苯基)-N,N-二甲基乙酸銨/甲基丙烯醯胺/甲基丙烯酸鹽) (PVMM)。所得產物由IR、1H-NMR光譜確認其結構,GPC分析其分子量。利用電位滴定法得到高分子在不同pH值下的解離率及PMMN中單體組成比例。由PVM的1H-NMR光譜圖可知兩單體含量,而PVMM可經由元素分析法求得單體組成。 兩類型高分子添加於鈦酸鋇漿體,藉量測漿體黏度、記錄沈降行為、分析漿體粒徑、觀察生胚微結構及計算胚體密度來評估其分散效能並與PMAAN做為對照。結果顯示添加這些高分子可得到分散良好的漿體,最佳劑量均為2mg/g BT。由吸附實驗和粒子界達電位測定結果顯示PMMN(60)含60wt%甲基丙烯醯胺單體有最大的羧基吸附量及最低的界達電位值。PVM、PVMM為兩性高分子,在鹼性環境下較易吸附於粒子表面,其中PVMM含醯胺基更易吸附於粒子,吸附量大於PVM。這些高分子吸附於粒子上均可產生電荷斥力與立體阻障而使懸浮液達到穩定的狀態。引用DLVO理論計算粒子之總電位能,所得結果與實驗相符。IR、UV/vis光譜圖中官能基吸收峰的位移提供粒子與高分子交互作用的證據。量測溶液中鋇離子濃度, PMMN、PVM和PVMM結構中含四級胺和醯胺基等官能基較容易吸附於粒子上,吸附量增加或粒子表面有較大的高分子覆蓋率,可抑制鋇離子溶出,因此減少溶液中鋇離子濃度。添加PMMN、PVM及PVMM做為分散劑可得到較好的分散效果,粒子堆積緻密,經燒結後,可增加胚體介電常數值與降低介電損失值。