國立台灣大學暑期課程
----現代物理化學與材料化學研習營----
主辦單位：中央研究院 國立台灣大學理學院 國科會化學研究推動中心
國泰人壽機構教育中心
時 間：七月十一日至十七日，上課時間共36小時，授予2學分。
地 點：淡水鎮鄧公路266號國泰人壽機構教育中心。
費 用：不收學分費，酌收食宿交通費2000元。
對 象：全國各大專院校相關科系大四以上（含大三升大四）與研究所學生。
報名時間：五月二十日至三十一日。
報名辦法：填寫以下之報名表，在報名期間內傳真或郵寄到以下聯絡地址，
台北市郵政第23-166號信箱
陳文慧 小姐
電話：（02）2366-8275
傳真：（02）2362-0200
E-mail: [email protected]
※ 經主辦單位甄選合格之學生將個別通知繳費與註冊辦法。報名表請自行 影印。
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| 報 名 表 |
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|姓 名 |
|身份證字號 |
|出生年月日 |
|就讀學校系級 |
|學 號 |
|聯 絡 住 址 |
|聯 絡 電 話 |
|E-mail |
|推薦教師簽名 |
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研習主題：反應動力學、材料科學、表面科學、分子光譜。
邀請講員：
主題演講----
李遠哲、林聖賢、張俊彥、沈元壤、牟中原、戴海龍、C. B. Moore等。
邀請演講----
反應動力學：孫英傑、陳國美、張煥正、楊學明，
表面科學：洪偉修、彭維峰、蔣昭明、陳錦明、黃英碩，
材料科學：吳春桂、陳家俊、王崇人、陳貴賢、林麗瓊、陳錦地，
分子光譜：陸維作、張海舟、張伯琛、許豔珠、陳逸聰、汪治平。
（稱謂恕略）
上課方式：
七月十一日15：00--17：00報到，報到地點：台大原分所。
七月十二日至十七日中午，每日8：30--12：30為主題演講，下午自由活動，
晚上19：00--22：00為小組討論與邀請演講。
七月十七日12：30全部課程結束。
成績評量方式：
針對每日課程小考，每次考試時間30分鐘，共四次小考。修畢全部課程者授予2學分。
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課程大綱
（1） 反應動力學------
我們首先將介紹單分子反應及雙分子反應的特徵並舉例說明。然後討論分子束
（molecular beam）的原理及其應用。將會介紹常用的單分子反應的理論，即RRKM理論。
也會討論雙分子反應的cross section的觀念。
在應用方面，除了介紹如何利用分子束來決定分子間作用力之外，我們將討論下列的
例子：
1. 乙烯及水分子的光分解。
2. 氧原子與碳原子與其他分子的反應。
3. 分子簇H3O+(H2O)n，NH4+(H2O)n等光譜。
（2） 分子光譜-------
本課將介紹分子光譜原理及其應用。首先我們將會討論絕熱近似（即adiabatic
approximation或Born-Oppenheimer approximation）。然後利用此近似來討論分子轉動
光譜、振動光譜、及電子光譜。我們也將介紹如何利用絕熱近似來計算上述各種光譜的
選擇律、光譜型狀、光譜強度。將用甲醛分子為例子。
近年來對於孤立分子的光譜頗受到重視。我們將討論如何測量及分析此種光譜。我們
也會介紹孤立分子動態（dynamics）研究（即如何測量孤立分子激動態的壽命及其解釋)。
最後如果時間許可的話也會介紹ZEKE光譜，此實驗技術是目前被認為研究正離子的光
譜最準確的技術之一。
（3） 材料科學-------
在過去十年左右，半導體，金屬材料的微製造過程已進步到奈米尺度。空間度上的壓
縮可製造量子井，量子線與量子點各種維度的半導體材料。排列上的規則度則發展出各種
超晶格結構（Superlattice）。這些材料至少在某一尺度上是介乎原子分子尺度與巨觀尺
度之間。稱之介尺度(Mesoscale)。介尺度物理有許多新現象。當電子被限制在一個足夠
小尺度之半導體運動時，它碰撞參雜物的機率很小時，量子同相效果會出現（Quantum
coherence）。此時它的動力現象與巨觀材料中的不同。若材料是磁性的，則其介尺度行為
也與巨觀磁性材料不同。此時各別顆粒就是一整個磁區域而會展現量子穿隧效應與超順磁
現象。
到目前為止，無論是半導體或是光晶之介尺材料製備，物理學家都是用"由上而下"
（Top down）的蝕刻來製作，但它有很大的限制，一是目前能達到的尺度大約只能到100nm
，另一是很難做三維的結構。展望未來，化學家將可作出更大的貢獻，原因是化學家採取
"由下而上"的方法（Bottom up），由分子逐步建構到奈米尺度的結構。這方面最近有長足
的進步，可製造均勻大小的半導體金屬顆粒，或做長棒的金屬。另外可以利用分子自身組
織（Self-assembly）的原理，利用界面活性劑，導電分子與量子點可組出週期性排列的
超晶格量子點。有機分子與無機鹽則可自身組織成各種奈米尺度週期性排列複合材料，進
一步則可作中孔徑之週期性多孔物質。孔內可回填半導體，超導體則是另一種發展介尺度
物理的方法。
本課將介紹以下範圍：量子井，量子線與量子點，超晶格結構，分子自身組織，
有機╱無機奈米週期性複合材料，中孔徑多孔物質。
本課亦將討論光電材料。首先討論其分類及其個別特徵，近年來有機光電材料的發展
非常急速，時間許可的話我們也會詳細討論此種材料性質，特徵與其應用。
（4） 表面科學------
近年來利用非線性光學來研究固態表面、液態表面及兩態的界面已非常普遍。在本
課我們將著重討論合頻產生光譜（SFG）在表面科學的應用。
首先我們將討論IR-UV SFG光譜原理。即討論此種光譜的選擇律、光譜型狀、光譜
強度等。然後我們將介紹如何進行此種實驗。
在IR-UV SFG的應用方面，我們將討論下面的例子：
1. 氫原子在鑽石表面的SFG spectra。
2. 水及冰表面的SFG spectra。
3. 如何利用到SFG的方法來探討在固體表面的化學反應。
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