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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    鉍-銻-碲單晶奈米線之製備與熱電性質研究
    (2013) 蔡瑋瀚; Wei-Han Tsai
    在許多熱電材料相關研究顯示,鉍-銻-碲材料在接近室溫有良好的熱電性質,並且在低維度下,其物理行為將會隨著尺寸的不同而改變,此時量子效應則明顯的影響了其物理的特性和行為,因此聲子在物體裡面的物理行為也有所改變,於是我們合成單晶BixSb2-xTe3-y奈米線量測熱電性質,期望可以看到熱電性質的提升。首先使用脈衝雷射沉積系統將Bi0.5Sb1.5Te3鍍於二氧化矽基板,將附有一層薄膜的基板放置石英管並封真空,薄膜以330 ℃至350 ℃熱處理5天,經過熱處理後奈米線會生長於薄膜表面,直徑由幾十至幾百奈米,而長度則為幾微米至幾十微米,將奈米線懸放至量測晶片,透過選區繞射分析奈米線的結晶性並知其生長方向為[110],使用X射線能量色散儀分析成分,利用掃描式電子顯微鏡影像測量出奈米線的截面積,使用四點量測奈米線的電阻率ρ。使用晶片上的加熱器及溫度計可量測席貝克係數(Seebeck coefficient) S,利用三倍頻方法(3ω method)量測熱傳導率κ,由量測出的三項熱電係數可得熱電優質係數(figure of merit) ZT=S2T/ρκ,此論文量測三根單晶奈米線,等效直徑分別為、350奈米、280奈米和240 奈米,當奈米線的尺寸小於聲子的平均自由徑,會影響聲子的傳遞,因而降低其熱傳導係數,使ZT值增加。以240奈米的奈米線為例,量測的最高ZT值為0.51
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    半導體奈米帶與奈米線之光譜研究
    (2004) 車吉平; Chi-Ping Che
    我們探討三氧化二鎵奈米線、奈米帶、以及單一磷化鎵奈米線的表面結構、電性、與光譜特性,擴展先前群集奈米線的量測至奈米帶與單一奈米線的研究。 在三氧化二鎵奈米結構的研究中,首先,由全頻光譜的分析,我們發現11個紅外光活性振動模以及4個電子吸收帶,包括相近於塊材能隙的吸收峰。由拉曼散射光譜的分析,我們發現奈米帶的拉曼活性振動模與奈米線相近,並且沒有明顯的共振效應;隨著樣品的溫度升高,這些拉曼振動模的頻率往低頻偏移以及半高寬變寬,此變化的幅度與其他三五族半導體比較,顯得異常的小。 在單一磷化鎵奈米線的拉曼散射光譜研究中,我們發現其拉曼活性振動模與單晶相較之下,其頻率會往低頻偏移,並且形狀較為不對稱,我們以聲子侷限效應、雷射的熱效應、與電漿子耦合效應解釋此現象,並且發現電漿子耦合效應的模擬結果最能符合實驗結果。由偏振拉曼光譜的分析,我們發現入射光電場偏振方向與拉曼振動模強度之關係違背了馬勒斯定律,我們推測由於奈米線的直徑對長度之比值極小,這種結構的獨特性導致了異常的偏振拉曼光譜特徵。由偏振螢光光譜的分析,我們發現當入射光及散射光電場偏振方向與樣品長軸一致時,磷化鎵奈米線於2.16 eV處呈現一顯著的螢光訊號。
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    Surfactant-Directed Synthesis of Ternary Nanostructures: Nanocubes, Polyhedrons, Octahedrons, and Nanowires of PtNiFe.Their Shape-Dependent Oxygen Reduction Activity.
    (American Chemical Society, 2012-07-10) S.-W. Chou; J.-J. Shyue; C.-H. Chien; Chia-Chun Chen; Y.-Y. Chen; P.-T. Chou
    We report a rational method for preparation of ternary alloy (PtNiFe) nanocrystals with various shapes. PtNiFe nanocubes, polyhedrons, and octahedrons are prepared via fine-tuning the alloy compositions and surfactants, so that the crystal facet–surfactant bindings on the growth seed can be well controlled. Nanowires grow in the cylindrical template built via high concentrations of oleylamine. In the electrocatalysis examination, it appears that the oxygen reduction reaction (ORR) activities of all PtNiFe nanostructures outperform that of commercial Pt catalyst in the electrolyte of HClO4 or H2SO4. In HClO4, the order of ORR activity is as follows: octahedrons ≈ nanowires > polyhedrons > nanocubes. PtNiFe nanostructures enclosed by a (111) plane, such as octahedrons and nanowires, give the highest ORR activities. Conversely, in H2SO4, the ORR activity of PtNiFe nanocubes enclosed by {100} facets is the highest among these nanostructures. The ORR activity increases in the order of nanowires ≈ octahedrons < polyhedrons, establishing a shape dependency in the ORR activity, which is valuable upon performing nanocatalysis in fuel cells.