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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    不同種類的金屬/絕緣體/超導體的結之穿隧
    (2008) 趙博文; Pok-Man Chiu
    本論文主要研究由鐵磁金屬,絕緣體與電子滲雜的d波超導體(有反 鐵磁序)所組成之結的點接觸穿隧電導。我們首先推廣了Bogoliubov-de Gennes方程組,使其加入反鐵磁及自旋極化的效應,從而可以在理論上 分析反鐵磁態與超導態之間的相互作用。我們發現反鐵磁及自旋極化有 反常的點接觸穿隧電導。因此點接觸穿隧方面的實驗可以提供一種途徑 澄清反鐵磁態與超導態是否會共存。另外,我們計算出能隙以下的表面 態的色散關係所滿足的公式,而表面態是造成零電壓峰值的主要原因。 最後,我們提出一條可以利用點接觸穿隧電導的實驗數據準確地計算自 旋極化大小的公式。
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    長期置放後二硼化鎂組成及性質變化之研究
    (2008) 徐碩志
    我們的工作為研究韓國浦項大學的Sung-IK Lee 等人大約兩年前 提供的二硼化鎂(MgB2)薄膜樣品,在長時間的保存之下,樣品的 組成及性質的變化。 我們使用超導量子干涉儀在外加磁場-50000 Oe 到+50000 Oe 下 測量樣品的磁滯曲線,並且計算出臨界電流密度Jc。在溫度5K 時, 樣品的臨界電流密度約為6.4×10^6 A/cm2 ,將數據與韓國浦項大學的 Sung-IK Lee 等人發表的文獻中比較,發現在長時間放置之下,我們 測得的樣品的臨界電流密度降低了將近一個數量級。 由X光繞射儀中測得的數據發現,樣品有些微的氧化鎂(MgO)產生, 接著計算晶格常數,c 軸的長度些微縮短了。而在X 光近緣吸收光譜, 我們將同一片樣品在兩年前與最近測量的螢光產額(TFY)數據比較, 樣品上的MgO 與B2O3 的訊號都比兩年前增強了許多,且樣品的品質似乎 有些微的變差。 長時間置放後的樣品的臨界電流密度沒有因為包含雜質(MgO、B2O3)而上升,可能是由於這些雜質幾乎都在樣品的表面,這個與測量B2O3 的X 光近緣吸收光譜的電子產額(TEY)結果一致。
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    以氨熱法形成Ba0.5(NH3)Fe2Se2 的超導性質
    (2013) 簡守廷; Shou-Ting Jian
    從其他類122結構的超導體KxFe2Se2 (Tc ~ 32 K),我們發現此類超導體與Ba1-xKxFe2As2 (I4/mmm)系統是類似的,而此類超導體將FeSe的超導溫度從8.5 K升高到32 K 的原因是因為將鹼土或是鹼金屬元素嵌入了FeSe的層狀結構中。因此我們試著用液態氨能夠溶解鹼土與鹼金屬融的特性(氨熱法)將Ba嵌入至中FeSe的層狀結構中。 而在四角結構β-Fe1+xSe 中,我們以x = 0.008 當做氨熱法的基材,因為在所有我們嘗試的比例中(0.005 到 0.02),不論從XRD 還是在低溫時超導的相轉變溫度都有最好的表現。 而從中子繞射的實驗中得知Li0.5(NH3)Fe2Se2結構與122結構的超導相似只是原本鹼土族與鹼金屬的位置(2a)在結構中被NH3所佔據,另外Li也分別坐落在(2b)以及(4c)位置上,而經過反應後的樣本我們以XRD的相對強度模擬出類似的Ba0.5(NH3)Fe2Se2結構。此Ba0.5(NH3)Fe2Se2擁有39 K 的超導相轉變溫度,以及經由磁性測量結果推導出此樣本的μ0Hc1 ~ 21.1 G 與μ0Hc2 ~ 53.82 T。
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    鐵酸鉍鐵電極性疇壁對釔鋇銅氧超導表現的影響
    (2016) 王彥婷; Wang, Yan-Ting
    自高溫超導體釔鋇銅氧(YBa2Cu3O7-δ,YBCO)被發現以來,調控其超導特性的相關研究逐漸受人注目。已有相關研究發現不同極性方向的鐵電性材料鐵酸鉍(BiFeO3, BFO)與釔鋇銅氧接合,會量測到不一樣的超導臨界溫度Tc,證實鐵電極性與超導的交互作用會造成對釔鋇銅氧超導特性的抑制或助長。為了觀察釔鋇銅氧在鄰近鐵酸鉍的疇域(Domains, DMs)與疇壁(Domain Walls, DWs)的超導行為,本研究工作在鐵酸鉍之上成長釔鋇銅氧,並藉由剖面式掃描穿隧顯微鏡(Cross-sectional Scanning Tunneling Microscope, XSTM)從剖面處直接量測樣品釔鋇銅氧/鐵酸鉍(其中鐵酸鉍分別有109°和71°疇壁兩種結構)的介面處之電子結構。研究結果可獲知在介面處釔鋇銅氧的超導態如何受鐵酸鉍不同極性方向所影響,實驗結果顯示鐵酸鉍極性方向指向釔鋇銅氧比極性方向指離釔鋇銅氧的超導能隙2Δ值小,鐵酸鉍疇域的極性方向可調控釔鋇銅氧超導能隙。
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    濺鍍MgB2薄膜的X光吸收光譜
    (2003) 吳良彥
    摘要 MgB2是2001年由日本J. Akimitsu教授實驗室首先發現的新超導材料。由於其具有比一般傳統金屬性超導幾乎2倍的超導臨界溫度、高度的實際應用性,加上此材料的晶格結構及電子結構特殊,其超導性質無法完全以BCS理論解釋,而引起各界的高度關注。 我們嘗試以兩階段方式成長MgB2膜於R-plane Al2O3上。首先以熱蒸鍍( Thermal Evaporator Deposition)和射頻磁控濺鍍(Radio Frequency Magnetron Sputtering Deposition)兩種鍍膜方式鍍出各種初級膜,再將初級膜置於高溫爐退火(annealing)處理。 接著,我們將這些成長於R-plane Al2O3的薄膜拿至同步輻射中心做X光吸收譜的實驗,得知由熱蒸鍍所得的硼膜品質相當的好,無氧化情形,但在退火處理後,卻未發現硼膜有所變化。而濺鍍靶材Mg -rich MgB2所得的初級膜含有少量的B2O3,經退火處理後,發現B2O3消失,反而出現MgO的訊號。 不過此樣品的B-edge吸收譜已接近MgB2 powder的吸收譜,故我們再嘗試不同的退火條件終於成功的製作出臨界溫度約30K的多晶(polycrystalline)MgB2膜。