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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    微波介電材料MgTiO3-CaNdTiO3系統
    (2011) 游鎮遠; J. Y. You
    微波介電材料CaTiO3具有極高的介電常數,非常符合現代微波被動元件小型化的需求,但其缺點為過高的共振頻率溫度係數 。我們摻雜 為負值的MgTiO3,組合成 趨近於0的複合物,本論文的主旨是探究MgTiO3- CaNdTiO3系統之光譜性質。 我們測量(1-x)MgTiO3-xCa0.61Nd0.26TiO3+Mn2O3 (x = 0.2、0.4、0.6、0.8)樣品的拉曼散射光譜,715 cm-1拉曼散射峰屬於氧八面體呼吸振動模,其強度隨x增加而變小,並與微波頻段之Q × f值的變化趨勢一致。此外,Ca1-yNd2y/3TiO3+Mn2O3 (y = 0.3、0.39、0.48)樣品的524 cm-1氧八面體扭轉振動模的半高寬與Q × f值呈現反比關係,這些實驗結果意味著,氧八面體的振動與樣品的介電特性有緊密關聯性。 我們測量上述樣品的紅外光反射光譜,發現紅外光活性振動模中,氧八面體相對於B site陽離子彎曲振動模為樣品介電常數的主要貢獻者,且其所占介電損失的比例也最大。此振動模的對稱性低,具有較大之極化能力,亦即離子轉動的程度較大,因此產生更大的阻尼所導致。
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    Re3Ga5O12塊材與Ba(Mg1/3Ta2/3)O3薄膜之光譜性質研究
    (2008) 王信介; Hsin-Chieh Wang
    我們研究不同稀土元素取代之 Re3Ga5O12 (Re = Nd, Sm, Eu, and Dy) 塊材以及不同成長條件之 Ba(Mg1/3Ta2/3)O3 薄膜的光譜性質,並 探討紅外光譜特徵與其微波特性的關連。 首先,我們觀察到 (i) Re3Ga5O12 塊材具有 14 個遠外紅光區聲子 振動,並推算出離子晶格貢獻的介電常數與品質因子;(ii) 在 200 cm-1 ~ 800 cm-1 的鎵四面體的內膜振動聲子決定了大部份的介電特性,隨 著鑭系收縮效應聲子振動頻率呈現合理的藍移,其中介電貢獻第一、 二名的 9、10 號聲子 (同為鎵四面體非對稱彎曲振動模),其半高寬 趨勢與微波量測所得的品質因子趨勢呈高度負相關,可說 Re3Ga5O12 塊材複雜的結構中鎵四面體主導了其主要的介電性質。 再者,我們觀察到 (i) Ba(Mg1/3Ta2/3)O3 薄膜巨觀排列屬於無序的 立方晶系結構 ( Pm3m ),微細結構則介於無序立方晶系及有序六角 晶系結構 ( P3m1) 間的過渡態,此外隨著鍍膜時間的增加,我們發現 到 BaCO3 雜相的生成,這影響了Ba(Mg1/3Ta2/3)O3 薄膜品質;(ii) 利 用紅外光光譜推算薄膜的介電特性,薄膜靜介電常數最高可達到 13.27,與塊材 (約 25) 有段距離,而品質因子最好僅為 9980 GHz, 與塊材 (約 70000 GHz) 相距甚遠。
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    鎵石榴石微波陶瓷的延伸X光吸收精細結構與拉曼光譜研究
    (2007) 呂杰翰; Chieh Han Lu
    本文以延伸x光精細結構光譜(Extended X-ray absorption fine structure)與拉曼散射光譜(Raman spectrum)對Re3Ga5O12 Gallium Garnet陶瓷的微波特性相關性質進行研究,其中A-site元素由不同的稀土族元素所置換,分別為Nd, Sm, Eu, Dy,在X光精細結構光譜的研究中,可發現鎵多面體的相對大小與晶體的介電常數(Dielectric constant)有關;而由對拉曼光譜的分析,可歸納出聲子的半高寬與品質因子(Quality factor)間的關連性,當聲子半高寬較小時,表示晶體的結晶性良好,晶體的振動因而能與外加電磁波的頻率一致(coherent)。關連不同原子結構的聲子性質亦被分析,與A-site結構相關的聲子頻率較高時,表示A-site氧十二面體的體積較小,而鎵多面體的相對體積較大,介電性質的變化被發現與多面體間的相對體積變化有關。 在摻雜TiO2共同燒結的Sm-Garnet微波特性研究中,我們同樣利用EXAFS與拉曼光譜進行分析,結果顯示,Garnet結構並沒有顯著的改變,而在晶粒的邊界中存在有Ga2O3以及鈦原子相關的化合物,這些二次相的出現降低了邊界的電磁波反射,改善了微波特性。