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國立中央大學 化學學系 吳春桂所指導 江則霖的 探討以金屬粉末作為還原劑所製備的錫鈣鈦礦膜應用於反式錫鈣鈦礦太陽能電池 （2020），提出sn4+電子組態關鍵因素是什麼，來自於錫鈣鈦礦。
而第二篇論文南臺科技大學 電子工程系 鄭建民所指導 李耕維的 無鉛壓電陶瓷材料和MEMS結構之模擬與開發 （2020），提出因為有 無鉛壓電材料、機械性質、密度泛函理論、有限元素法、壓電MEMS的重點而找出了 sn4+電子組態的解答。
探討以金屬粉末作為還原劑所製備的錫鈣鈦礦膜應用於反式錫鈣鈦礦太陽能電池
為了解決sn4+電子組態 的問題，作者江則霖 這樣論述：
錫鈣鈦礦(簡稱:TPSK)太陽能電池是將原鉛鈣鈦礦太陽能電池的主動層中心鉛金屬以錫取代，因著TPSK有較鉛鈣鈦礦更接近Shockley–Queisser limit (S–Q limit)中最佳光電轉換效率所需具備的吸光層能隙(1.34 eV)，因此深受科學家重視；至今TPSK太陽能電池之光電轉換效率已達13%，然而TPSK膜中若有Sn4+ 存在會使TPSK因晶格缺陷而有電荷再結合、吸光能力不佳等問題，使所組裝之元件有不好的光伏表現。因此本研究將不同的金屬(Mg/Fe/Co/Ni/Zn/Sn)粉末做為還原劑添加入TPSK前驅溶液中，來還原前驅溶液中的Sn4+成Sn2+ (Sn4+ + 2 e
− ⇌ Sn2+ E0: +0.15 V)。實驗結果顯示，以用鎳金屬(Ni ⇌ Ni2+ + 2 e− E0: +0.25 V)來還原前驅溶液能製備出高結晶度、平整且吸光能力佳的TPSK膜，以此高品質TPSK膜作為吸收層之反式TPSK太陽能電池元件有最高的光電流密度(22.24 mA/cm2 )，及光電轉換效率(8.56%)。其中，添加鐵、鈷、鎳、鋅、錫等金屬皆能使TPSK前驅溶液中的Sn4+還原成Sn2+，同時又能避免Sn4+過度還原成Sn0 (2Sn2+ ⇌ Sn0 + Sn4+ E0: -0.28 V)。以上述五種金屬還原的TPSK前驅溶液所製備的膜比由未添加金屬還原劑之溶液所製的膜有較
高的吸光度，由光致螢光(PL)及時間解析螢光(TRPL)光譜圖可看見經還原後之前驅溶液所製備的TPSK膜激子較不易淬熄，所製得之錫鈣鈦礦膜缺陷較少，因此所組裝之錫鈣鈦礦太陽能電池有較高的光電轉換效率；然而鎂金屬因其過強(Mg ⇌ Mg2+ + 2 e− E0: +2.93 V)的還原力會將Sn2+直接還原成Sn0，因此以添加鎂的TPSK前驅溶液所製備的膜為吸光層之元件的效率(0.5%)很低。
無鉛壓電陶瓷材料和MEMS結構之模擬與開發
為了解決sn4+電子組態 的問題，作者李耕維 這樣論述：
本研究透過密度泛函理論（Density Functional Theory, DFT）之模擬程序來計算出無鉛壓電陶瓷Ba0.92Ca0.08Ti1-xSnxO3 （BCTS）之材料特性，並探討Sn4+含量之影響。再依據DFT最佳的BCTS模擬結果並使用有限元素法（Finite Element Analysis, FEA）來開發出一個壓電微機電系統（Microelectromechanical Systems, MEMS），其中除了底電極和黏著層厚度之外，最適當的Si基板蝕刻深度也都將會模擬與探討。本文可分為以下兩大部分: Sn4+ 含量對BCTS壓電薄膜之影響利用特殊隨機結構模型（Spec
ial Quasirandom Structures, SQS）設計一個BCTS無序摻雜壓電晶體結構以及仿真BCTS無鉛壓電陶瓷薄膜（x = 0 ~ 0.15），再以X光繞射儀量測實際的BCTS無鉛壓電材料晶相及晶格常數，並與模擬出之數值相互比較。最後則通過有限差分法、密度泛涵微擾理論等方式來計算無鉛壓電薄模之壓電特性、機械性質數值。 BCTS / Pt / Ti / SiO2 / Si無鉛壓電MEMS結構之開發透過Nano-indenter儀器來量測壓電MEMS金屬薄膜（黏著層與底電極層）之機械性質。再導入DFT模擬的最佳壓電薄膜之機械性質，透過有限元素法（FEA）來逐一探討最佳的BCTS
壓電薄膜之厚度、Ti黏著層之厚度與Si基板蝕刻深度。由研究結果數據可得出最佳壓電MEMS結構參數為:黏著層（Ti ＝50 nm）、底電極層（Pt ＝ 100 nm、Si-Wafer蝕刻深度（30 m）、壓電薄膜層（BCTS ＝ 750 nm ），且最佳無鉛壓電薄模參數為:組成為Ba0.92Ca0.08Ti0.95Sn0.05O3，其中煆燒條件為1200C /4hr。並模擬計算出BCTS薄膜材料為四方晶相且晶格常數a、c各為7.97 Å、12.113 Å，且與實作出壓電陶瓷材料所量得之晶格常數誤差僅6%，模擬之d33為56 pC/N，且 K_33^2 為56%。而在機械性質方面，以VRH近似
獲得各向同性多晶材料之數值，楊氏模數為182.27 GPa、維氏硬度為9.43 GPa。 根據計算數據中，發現添加少量的Sn4+能夠提升壓電特性與介電張量，更增加晶體延展性與有效地降低煆燒溫度；但卻會降低其機電耦合係數與維氏硬度，由於C33彈性模量之數值降低，進而導致機電耦合係數與維氏硬度之數值下降。最後研究出最佳壓電MEMS在未來應用於半導體製程中的探針卡檢測器與壓電式指紋傳感器。