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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    半導體材料GaSe1-xSx ( 0 ≦ x ≦ 1)之光譜性質研究
    (2010) 黃姿方; Tz-Fang Huang
    我們研究非線性光學半導體GaSe1-xSx (x = 0.00、0.01、0.03、0.14、0.18、0.26、0.37 及 1.00 ) 單晶塊材的光譜性質。首先,GaSe的拉曼散射光譜顯示四個拉曼活性振動模,其頻率位置在134 cm-1、212 cm-1、250 cm-1及307 cm-1,拉曼峰頻率位置隨著摻硫離子濃度上升而有藍移的現象;當x ≧ 0.18 時,我們觀察到多了一個160 cm-1拉曼峰,隨著摻雜硫離子濃度增加而對應到GaS的188.5 cm-1拉曼峰,這些拉曼散射光譜的變化與GaSe1-xSx層狀堆疊結構的改變有緊密的關聯性。此外,我們觀察到光激螢光光譜在x ≧ 0.18 時,其螢光峰的半高寬明顯變寬,且峰值的光子能量大於能隙,推測此時樣品與GaS同屬間接半導體,而多出來的能量即為聲子放射所造成。 我們進一步研究GaSe1-xSx的室溫全頻光譜與變溫穿透光譜,其中紅外聲子吸收峰隨著摻雜硫離子濃度上升而有藍移現象;由於摻雜硫離子後層間距離縮小,電子與離子作用距離較短因此作用力較強,所以造成能隙上升的現象;我們觀察到不同硫離子濃度樣品能隙的溫度變化率,在x ≧ 0.18 時略為上升後下降與低摻雜樣品的變化不同,此結果亦呼應堆疊結構的變化。最後,我們藉由使用第一原理理論計算GaSe在Γ點的聲子振動特性,並與拉曼散射光譜實驗及紅外光活性振動的實驗結果進行比較。
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    微波介電材料 La(Mg1/2Ti1/2)O3 和 (A2+1/3B5+2/3)1/2Ti1/2O2 (A2+ = Mg, Ni, and Zn, B5+ = Nb and Ta) 之光譜性質研究
    (2009) 楊閔媞
    我們研究固態法和檸檬酸鹽法兩種不同方法製成的 La(Mg1/2Ti1/2)O3 以及不同原子取代的 (A2+1/3B5+2/3)1/2Ti1/2O2 (A2+ = Mg, Ni, and Zn, B5+ = Nb and Ta) rutile系列的光譜性質,並探討紅外光光譜特徵與其微波特性的關聯。 首先,我們觀察到 (i) x 光繞射能譜顯示兩種不同製程方法的 La(Mg1/2Ti1/2)O3 塊材具有相同之晶格結構;(ii) 兩個樣品都有 12 個拉曼聲子振動模,但固態法樣品峰值的半高寬較窄,暗示其比檸檬酸鹽法樣品具有較好的晶格同調性;(iii) 兩個樣品皆有 10 個紅外光聲子振動模,並推算出離子晶格貢獻的介電常數與品質因子。固態法的介電常數較高,且固態法在 1 THz 的品質因子也較好。 接著,我們發現到 (i) 六個 rutile 系列樣品的 x 光繞射峰皆對應到 rutile 結構的峰值,且沒有雜相存在;(ii) 六個樣品的紅外振動模頻率位置有差異,應與氧八面體中陽離子與氧的鍵結強度有關;(iii) 在高頻及微波頻段量測介電常數和品質因子以 (Mg1/3Nb2/3)1/2Ti1/2O2 及 (Mg1/3Ta2/3)1/2Ti1/2O2 趨勢最為符合;(iv) (Zn1/3Ta2/3)1/2Ti1/2O2 品質因子最高,但介電常數最小,(Zn1/3Nb2/3)1/2Ti1/2O2 介電常數最高,但品質因子最差。 最後,(Mg1/3Nb2/3)1/2Ti1/2O2 及 (Mg1/3Ta2/3)1/2Ti1/2O2 樣品隨著溫度的下降,我們發現聲子軟化的現象,此結果符合賴登-沙哈-泰勒關係式。
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    弱鐵磁超導性 RuSr2RCu2O8 (R = Gd, Eu, Sm, and Nd) 之光譜性質研究
    (2008) 郭俐吟
    我們研究 RuSr2RCu2O8 (R = Gd, Eu, Sm, and Nd) 多晶樣品的光譜性質。RuSr2GdCu2O8 樣品的室溫拉曼散射光譜與之前的論文 [Physica C 341, 2209 (2000)] 結果相當吻合,以離子半徑較大的稀土元素 (R = Eu, Sm, and Nd) 取代 Gd 離子時,可觀察到 A1g(5) 及 A1g(6) 振動模的頻率位置隨著置換離子半徑增大出現紅移現象且半高寬增大,印證了中心離子變大造成單位晶胞體積增加的趨勢。 其次,我們研究這些樣品的變溫全頻反射光譜。室溫時,由光譜圖中可觀察到 RuSr2RCu2O8 (R = Gd, Eu, and Sm) 三個樣品在低頻處有居德響應,表示樣品呈現金屬性。隨著溫度的降低,RuSr2GdCu2O8 樣品的 638 cm-1 振動模及 RuSr2EuCu2O8 樣品的 656 cm-1 振動模頻率位置出現藍移現象且半高寬變窄。相反地,RuSr2NdCu2O8 樣品的 346、583 及 648 cm-1 振動模隨溫度降低出現紅移現象,我們猜測這些聲子頻率的位移可能是因為電子自旋與聲子耦合的影響,或是在降溫後樣品結構上出現局部相轉變有關。在超導相變溫度以下時,我們利用偏總和定則,計算出有效電荷數的減少量,並進一步估算出 RuSr2GdCu2O8 與 RuSr2EuCu2O8 的倫敦穿透深度 (λL) 約為 9410 Å 與 23805 Å。