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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    穿隧掃描顯微鏡與場離子顯微鏡研究 納米結構的自組裝機制與控制方法
    (2014) 林榮君; Rung-Jiun Lin
    自組裝是透過物件自身的交互作用力組合成元件的機制,並且自組裝結構是一種最低能量也最穩定的結果。當機械或電子設備的漸漸小型化而使得製造也將越來越費工耗時,因此物件的自組裝是一種經濟而有效的方式。 在這篇論文中,介紹了三個關於自組裝的研究。第一部分是以穿隧掃描顯微鏡(STM)研究Co-TPP分子自組裝在不同鍍量(1 ~ 1.3 ML)的矽(111)表面。我們發現透過調整鉛的鋪附量可以改變分子的自組裝結構:第一種自組裝結構是分子會以三種不同的結構(鞍型,平面型的和異平面型)表現形成各自的結構域在 √7 × √3的Pb/Si (111)基底結構上。這結構中我們還可以發現平面型和異平面型的Co-TPP分子形貌會隨溫度相變。第二種自組裝結構是鞍型與平面型的Co-TPP分子會形成交錯排列成有週期性且更為緊密的結構在「線條狀不相稱相(SIC)」的Pb/Si(111)基底結構上。這樣的轉換機制來自於Co-TPP的鈷原子和Pb/Si(111)襯底的相互作用。 表面的皺化與失蹤原子列的產生,都是為了得到最低的表面自由能而去改變表面的形貌。所以第二部分是研究鉬單原子針的自組裝。我們利用場離子顯微鏡觀察純鉬針與鈀,鉑,銠,銥鋪附鉬針經退火後的皺化結果。金字塔形單原子針已於形成鈀,鉑,銠鉬覆鉬針。會有兩種類型的金字塔結構形成,分別為1、3、10或1、6、15的結構。然而,純鉬和銥附鉬針因為表面能異向性差異不足以及銥容易退吸附及與鉬合金而無法形成單原子針。 最後我們同樣利用場離子顯微鏡研究鉑1 × 2的失蹤原子列重構在鉑(110)和鉑(331)的表面。對於鉑(110)面, 經退火到450K發現從1 × 1過渡到1 × 2結構是以跳躍或下行的原子運動產生。對於鉑(331)而言類似的轉變發生在加熱至600K,特別的是形成上兩層都為1 × 2結構的鋸齒模型。我們提出一種新的結構模型解釋鉑(331) - (1×2)重構。 關鍵字:掃描穿隧顯微鏡,場離子顯微鏡,自組裝行為,四苯基鈷卟啉,單原子針,失蹤原子列。
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    以氙氣作為單原子針離子發射源之研究
    (2015) 李柏璋; Li, Po-Chang
    本實驗利用場離子顯微鏡(Field Ion Microscope, FIM),並使用本實驗室製作的附銥鎢單原子針作為場發射源,探討以氙氣作為氣體離子源的離子電流特性,並與氦氣離子源互相比較。 我們透過液態氮降溫針尖,並量測在不同溫度下,氙氣離子的飽和電流值,發現溫度降低接近至150 K附近時,離子電流有急遽增加 的趨勢,推測最佳工作溫度應為150 K以下附近。之後量測氙氣離子束的電流穩定性,與氦氣離子束的電流穩定性相當。透過以氙氣作為成像氣體的單原子針影像,計算出其離子束的張角小於1度,是非常集中的離子源,且角強度及亮度也有很好的表現。 氙氣離子束在150 K的工作溫度下,與氦氣離子束在22 K的工作溫度下的能力相近。若希望將氣體場發射離子源(Gas Field Ion Source, GFIS)應用在二次質譜儀(Secondary Ion Mass Spectroscopy, SIMS),則氙氣就具有成為此種離子源的潛力。
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    矽於鎢表面上的擴散與成長
    (2015) 王晨育; Wang, Chen-Yu
    本實驗使用場離子顯微鏡研究矽原子吸附在鎢表面上的擴散行為與排列方式。藉由擴散運動實驗,我們得到單顆矽原子在鎢(110)和鎢(211)上的擴散活化能分別為0.66±0.04(eV)和0.48±0.01(eV)。在排列方面的觀察發現:鎢(110)上的矽原子在高覆蓋率時長成(2√2/√3×4/√3)R35.26結構;鎢(211)上的矽原子排成有間隔的直鏈狀結構;鎢(111)上的矽原子排成三角或直鏈型結構;鎢(411)上的矽原子排成(1×1)結構。 另外,我們為了蒸鍍鍺而嘗試了幾種方法,其中發現使用鎢舟是比較簡單有效的方法。