بلورهای فونونی ساختارهای ترکیبی هستند که مواد تشکیل¬دهنده¬ی آن¬ها به¬گونه¬ای مرتب شده است که ویژگی¬های کشسانی آن¬ها به¬طور متناوب تکرار می¬شود. رفتار فونون در چنین ساختارهایی مانند رفتار الکترون در پتانسیل تناوبی بلور و همچنین مانند رفتار فوتون¬ها در محیط¬های دی¬الکتریک تناوبی است. بنابراین، انتشار آن¬ها را می¬توان با ساختار نواری فونونی توصیف کرد، علاوه ¬بر این، در این ساختارها گاف نواری برای بعضی از محدوده¬های فرکانسی وجود دارد. همچنین یکی از جذاب¬ترین موضوعات مورد مطالعه در زمینه¬ی بلورهای فونونی، ابرلنزهایی برای امواج آکوستیکی می¬باشد، که به¬علت ظاهر شدن ضریب شکست موثر منفی در این بلورها است. در لنزهای معمولی نور، به¬علت محدودیت ناشی از پراش، تصویری ایجاد می¬کند که جزئیات آن نمی¬تواند دقیق¬تر از اندازه¬ی طول موج نور به¬کار رفته باشد، اما ابرلنزهایی که از ساختارهایی با ضریب شکست منفی تشکیل شده¬اند، قادر هستند بر این محدودیت فایق آیند. از آن¬جا که این اثر در بلورهای فوتونی دارای پیشرفت¬هایی بوده است و بلورهای فونونی به¬دنبال بلورهای فوتونی مطرح شده¬اند، برای این بلورها نیز، چنین است. شکست منفی به¬علت آینه¬ای عمل کردن بلور فونونی در مقابل موج برخوردی اتفاق می¬افتد. ترتیب مطالب در این پایان¬نامه به¬شرح زیر است: در فصل اول، تعریف بلورهای فونونی، کاربرد¬های آن و پدیده¬¬ی شکست منفی در این بلورها را مطالعه می¬کنیم. در فصل دوم، ریاضیات انتشار موج در محیط همگن و غیرهمگن (متناوب)، ریاضیات دو نوع سازوکار حاکم بر شکست منفی و ریاضیات حاکم بر شبیه¬سازی پدیده¬ی شکست منفی را بیان می¬کنیم. در پایان فصل، توضیح مختصری از روش عددی و نرم¬افزار به¬کار رفته در این پایان¬نامه ارائه می¬دهیم. در فصل سوم، با به¬دست آوردن ساختار نواری فرکانس توسط روش المان محدود، و همچنین با به¬نمایش در آوردن آن در فضای سه¬بعدی، ساختار سطوح هم¬فرکانس نوار اول را برای هر سه ساختار، به¬دست می¬آوریم. در نهایت از طریق توصیف این ساختارها، فرکانس مناسب برای داشتن شکست منفی در هر ساختار را تعیین می¬کنیم، و با شبیه¬سازی ابرلنز صوتی، شکست منفی موج صوتی را شبیه¬سازی می¬کنیم، و از این طریق انواع ویژگی¬های آن را نیز مورد بررسی قرار می¬دهیم. همچنین، نتیجه-گیری، پیشنهادات و مراجع نیز در پایان آورده شده است.

نانوساختارهای نیم رسانا که به آن ها نقطه ی کوانتومی یا اتم های مصنوعی نیز گفته می شود، کاربردهای بسیاری در سامانه-های مختلف از جمله لیزرها و آشکارسازهای نوری پیدا کرده اند که این کاربردها به دلیل ویژگی های وابسته به اندازه و قطبش آن ها است. در هنگام رشد ساختارهای نامتجانس خودسامان یافته مثل inas/gaas، نقطه های کوانتومی در شکل-های مختلفی مثل هرم و نیمه بیضی وار رشد می کنند. به دلیل تفاوت ثابت شبکه بین مواد تشکیل دهنده ی این ساختارها، جزیره های سه بعدی بر روی یک لایه ی نازک دو بعدی به نام لایه ی خیس شکل می گیرند. به دلیل وجود لایه ی خیس و هندسه ی پیچیده ی نقطه های کوانتومی، امکان ارایه ی حل تحلیلی برای بررسی این نانوساختارها وجود ندارد. بنابراین، برای بررسی نقطه های کوانتومی با حداقل تقریب ها، از روش های عددی مثل روش المان محدود استفاده می شود. در این پایان نامه، ویژگی های الکترونی و نوری گذارهای بین زیرنواری نقطه های کوانتومی inas/gaas با در نظر گرفتن جفت-شدگی با لایه ی خیس بررسی شدند. بدین منظور و برای به دست آوردن ویژگی های الکترونی، معادله ی شرودینگر تک نوار در تقریب جرم موثر حل شد. برای به دست آوردن ویژگی های نوری، روش ماتریس چگالی کوانتومی استفاده شد. کرنش موجود در این ساختارها به عنوان یک پتانسیل اضافه در پتانسیل محدودیت در نظر گرفته شد. برای بررسی مدل-های واقع گرایانه، جفت شدگی بین نقطه ی کوانتومی و لایه ی خیس در نظر گرفته شد. به دلیل هندسه ی پیچیده ی نقطه-های کوانتومی، محاسبات به شکل عددی و با روش المان محدود انجام شد. برای نقطه های کوانتومی گنبدی-شکل، نیمه-بیضی وار و هرمی-شکل، ویژه مقادیر انرژی، توابع موج، فرکانس های گذار، قدرت نوسان، دوقطبی های گذار و ویژگی-های خطی و غیرخطی نوری بر حسب اندازه و هندسه به طور جامع مورد بررسی قرار گرفتند. سه ویژه حالت s (به عنوان حالت پایه)، p (به عنوان حالت برانگیخته ی اول با تبهگنی دوگانه) و wl (به عنوان حالت شبه پیوستار) به همراه گذارهای بین آن ها (که معمولاً در محدوده ی تراهرتز طیف قرار می گیرد) مطالعه شدند. نتایج این کار نشان دادند که گرچه در برخی از پژوهش ها، به منظور سادگی در انجام محاسبات از وجود لایه ی خیس صرف نظر می شود، لایه ی خیس اثرات قابل توجهی بر ویژگی های الکترونی و نوری می گذارد. هم چنین، نشان داده شد که گذارهای p-to-s و wl-to-p دارای قطبش درون صفحه ای هستند، در حالی که گذار wl-to-s دارای قطبش عمود بر صفحه است. در این کار، برای اولین بار، یک رقابت در شدت جذب و قدرت نوسان بین گذارهای wl-to-s و wl-to-p با تغییر اندازه ی نقطه-های کوانتومی نشان داده شد. برای تمام اندازه های نقطه ی کوانتومی، نشان داده شد که گذار p-to-s دارای بیشترین جذب خطی بین گذارها است که این موضوع در توافق با پژوهش های تجربی است. علاوه بر این، نشان داده شد که برای یک نقطه ی کوانتومی نیمه بیضی وارِ تخت، ویژگی های نوری غیرخطی و به ویژه کمیت عدد شایستگی، به دلیل افزایش برهم نهی بین حالت های p و s افزایش پیدا می کنند. در پایان، اثر میدان الکتریکی (اثر استارک) بر روی ویژگی های نقطه های کوانتومی بررسی شد و نشان داده شد که این اثر می تواند به عنوان راهی برای بهبود ویژگی های نوری نقطه های کوانتومی استفاده شود.

در این پایان نامه اثر اندازه بر خواص لیزرهای نقطه ی کوانتومی مخروطی ـ شکل inas/gaas با لایه¬ی خیس بررسی شد. ابتدا با استفاده از روش محاسباتی اجزای محدود و بهره¬گیری از تقریب جرم موثر، معادله¬ی تک نواری شرودینگر برای دو دسته نقطه¬ی کوآنتومی مخروطی ـ شکل با لایه ی خیس حل و توابع موج و ترازهای انرژی پایه، برانگیخته¬ی اول و برانگیخته ی دوم (تراز لایه ی خیس) به دست آمدند. سپس با استفاده از تابع موج الکترون، دوقطبی¬های گذار و زمان گذار محاسبه و وابستگی آنها به اندازه مشخص شد. در مرحله ی بعد، اثر لایه ی خیس بر توابع موج و ویژه مقایر انرژی و اختلاف انرژی بین ترازهای پایه، برانگیخته ی اول و تراز لایه ی خیس بررسی شد. در تمامی مراحل قبل، برای حل معادله ی شرودینگر از پتانسیل برهم کنشی کولنی ناشی از تجمع الکترون ها در نقطه ی کوانتومی صرفنظر شد. برای رسیدن به جواب های با دقت بالاتر، با حل خودسازگار دو معادله ی شرودینگر و پواسون اثر پتانسیل کولنی بر ویژه توابع و ویژه مقادیر انرژی مورد بررسی قرار گرفت. سپس به بررسی تأثیر کسر مولی x بر ویژه مقادیر انرژی و زمان های گذار الکترون بین حالت های کوآنتومی در نقاط کوآنتومی مخروطی شکلinxga1-xas/gaas پرداخته شد. نتایج بررسی های خواص الکترونی نشان دادند که با افزایش ابعاد نقطه ی کوانتومی ویژه مقادیر انرژی کاهش می یابند و سیستم به سمت یک ساختار حجمی میل می کند. همچنین در اندازه های کوچک، توابع موج در لایه ی خیس جایگزیده می شوند که با افزایش اندازه، توابع موج وارد نقطه ی کوآنتومی می شوند. این خروج ناگهانی توابع موج، موجب ایجاد تغییرات سریع در خواص الکترونی و نوری سیستم می شود. در مرحله ی آخر، با حل معادلات آهنگ لیزر ویژه ی یک لیزر سه ترازه، به بررسی و محاسبه ی اختلاف جمعیت بین ترازهای لیزری و توان خروجی لیزر پرداختیم. نتایج نشان دادند که با افزایش اندازه ی ابعاد نقطه ی کوانتومی، ابتدا توان لیزر کاهش می یابد و در شعاع 9 نانومتر به حداقل می رسد. سپس با افزایش بیشتر شعاع، توان خروجی لیزر افزایش می یابد. علت کاهش توان لیزر در شعاع خاص، ورود توابع موج الکترون درگیر در فرآیند لیزری از لایه ی خیس به درون نقطه ی کوانتومی است.

امروزه نانوفیبرها به دلیل حساسیت بالا، به واسطه کاربرد فراوان در ساخت قطعات و استفاده در دستگاه های اپتیکی بسیار مورد توجه پژوهشگران در حوزه های مختلف قرار گرفته اند. در این پایان نامه به بررسی مدهای انتشار یافته از امواج الکترومغناطیس درون یک موجبر نوری پلیمری می پردازیم. قطرهای انتخاب شده برای این موجبرها 200، 400 و 600 نانومتر و طول موج ورودی در ناحیه مرئی 680- 400 نانومتر انتخاب شده است. برای موجبرهای شبیه سازی شده بردار پوئینتینگ، چگالی انرژی کل، میدان مغناطیسی و الکتریکی مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج بیانگر آن است که در این نانوفیبرها برای طول موج های کوتاه تر و قطرهای کوچک تر، پارامترهای بررسی شده دارای مقادیر بیشتری نسبت به طول موج های بلندتر و قطرهای بزرگ تر می باشند. با مقایسه قطرهای بررسی شده، مشاهده می شود از قطر200 تا 410 نانومتر تنها مد اصلی he11 در طول موج 660 نانومتر تشکیل می شود. در این صورت می توان در این ناحیه نانوفیبر را یک موجبر تک مد نامید. شبیه سازی های فوق بر روی نانوفیبرهایی با سطحی صاف و بدون تخلخل انجام است. برای نزدیک شدن به نانوفیبرهایی که با دستگاه الکتروریسی شده ساخته می شوند، درون نانوفیبر تخلخل هایی با قطر 20 نانومتر در امتداد طول آن قرار داده شده است و سپس شبیه سازی برای قطرهای 200 و 600 نانومتر تکرار می کنیم. نتایج بررسی ها نشان می دهد که نانوفیبرهای متخلخل دارای مقادیر بردار پوئینتینگ و شارش انرژی بالاتری نسبت به نانوفیبرهای بدون تخلخل می باشند. به همین دلیل نانوفیبرهایی که با روشی الکتروریسندگی ساخته می شوند، دارای خصوصیات جالب توجه ای نسبت به دیگر نانوفیبرها در راستای انتقال امواج الکترومغناطیسی در موجبرها می باشند.

چکیده فارسی: در این تحقیق ابتدا نانوذرات اکسید روی با استفاده از روش رسوب¬دهی شیمیایی تولید شدند. سپس نانوذرات اکسید روی تولید شده، جهت رشد نانوذرات هسته-پوسته zno@zns و zno@ag2s مورد استفاده قرار گرفتند. به¬منظور رشد پوسته سولفید روی، محلول سولفید سدیم به¬عنوان منبع گوگرد مورد استفاده قرار گرفت و آزمایش با سه غلظت متفاوت محلول سولفید سدیم ( m025/0، m05/0 و m1/0) تکرار شد. به¬منظور رشد نانوذرات هسته-پوسته zno@ag2s، نیترات نقره به¬عنوان منبع یون نقره به¬کار گرفته شد و این آزمایش در سه غلظت متفاوت محلول نیترات نقره ( m005/0، m01/0 و m02/0) تکرار شد. خواص ساختاری نانوذرات هسته-پوسته zno@zns و zno@ag2s با استفاده از دستگاه¬های xrd، xps و ftir بررسی شد و نتایج حضور ترکیب پوسته در محصولات را تأیید کرد. هم¬چنین بررسی ریخت¬شناسی نانوذرات هسته-پوسته و اطمینان از تشکیل ساختار هسته-پوسته با استفاده از sem و hrtem صورت گرفت که نتایج تشکیل ساختار هسته-پوسته را نشان می¬دهد. ویژگی¬های نوری این نانوذرات هسته-پوسته با استفاده از طیف¬سنج¬های uv-visible و pl مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج تأیید می¬کنند که هر دو ساختار هسته-پوسته یک سیستم نوع دوم را تشکیل می¬دهند. گاف اپتیکی محصولات هسته-پوسته، کوچک¬تر از گاف اپتیکی نانوذرات اکسید روی تعیین گردید. تجزیه فوتوکاتالیستی رنگ قرمز کنگو و رز بنگال با استفاده از نانوذرات هسته-پوسته zno@zns مورد مطالعه قرار گرفت. تحلیل نمودارهای c/co نشان داد که بیشترین تجزیه¬ی رنگ قرمز کنگو توسط نانوذرات هسته پوسته zno@zns تهیه شده با غلظت m 05/0، پس از 2 ساعت تابش پرتو فرابنفش و در 7 و 4=ph به¬ترتیب به میزان 71% و 89% ، صورت می¬پذیرد. در 10=ph نیز بیشترین تجزیه¬ی رنگ قرمز کنگو با استفاده از نانوذرات اکسید روی خالص و به میزان 57% صورت گرفت. بیشترین تجزیه¬ی رنگ رز بنگال در 4=ph توسط نانوذرات هسته پوسته تهیه شده با غلظت m05/0 صورت می¬پذیرد، درحالی¬که در 7=ph نانوذرات اکسید روی کاتالیست¬های بهتری بوده و در 10=ph نانوذرات هسته-پوسته zno@zns تهیه¬شده با غلظت m 05/0 و نانوذرات اکسید روی بازده فوتوکاتالیستی یکسانی در تجزیه¬ی رنگ رز بنگال نشان دادند. در ادامه با استفاده از نانوذرات هسته-پوسته zno@zns، حسگر کاغذی جهت شناسایی یون مس در محیط آبی نیز، تهیه شد. زمان واکنش بهینه برای این حسگر کاغذی 20 دقیقه تعیین شد. هم¬چنین ph بهینه و حجم بافر بهینه به¬ترتیب برابر با 4 و mm 10 به¬دست آمدند. سپس محلول¬هایی حاوی یون مس با غلظت¬های متفاوت تهیه شد و از هر کدام مقدار ?l 20 بر روی حسگر کاغذی چکانده شد. پس از 20 دقیقه، از آن¬ها عکس¬برداری شد و تصاویر به کامپیوتر منتقل شدند تا با استفاده از نرم¬افزار imagej میزان شدت هر کدام تعیین شود. پس از تعیین شدت هر نمونه و رسم منحنی کالیبراسیون مشخص شد که شدت رنگ به¬صورت خطی با کاهش غلظت یون مس کاهش می¬یابد. در انتها انتخاب¬گری حسگر کاغذی با بررسی پاسخ آن به حضور دیگر کاتیون¬ها و آنیون¬ها مورد مطالعه قرار گرفت. هم¬چنین به¬منظور امتحان حسگر کاغذی در محیطی با آلاینده¬های ناشناخته، آب رودخانه موتالا سوئد به¬عنوان محیط واکنش مورد استفاده قرار گرفت. به¬منظور بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی نانوذرات هسته-پوسته zno@ag2s، دو رنگ اریوکرم بلک و رز بنگال به¬عنوان آلاینده مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که پس از 2 ساعت تابش پرتو فرابنفش در 4=ph و 10=ph نانوذرات هسته پوسته zno@ag2s تهیه شده با غلظت m01/0 بیشترین بازده را در تجزیه رنگ اریوکرم بلک نشان دادند، این مقادیر به¬ترتیب برابر با 44% و 69% تعیین گردیدند. هم¬چنین مقایسه نمودارهای c/co نشان داد که بیشترین تجزیه رنگ رز بنگال پس از 2 ساعت تابش پرتو فرابنفش در 4=ph توسط نانوذرات هسته-پوسته zno@ag2s تهیه شده با غلظت m005/0 صورت می¬گیرد. این درحالی است که نانوذرات اکسید روی به¬عنوان فوتوکاتالیست در محیط خنثی، بازده بالاتری را نشان دادند. هم¬چنین بیشینه تجزیه رنگ رز بنگال در 7=ph برای نمونه¬های مختلف هسته-پوسته و نانوذرات اکسید روی تقریباً مشابه به-دست آمد. چکیده فارسی: در این تحقیق ابتدا نانوذرات اکسید روی با استفاده از روش رسوب¬دهی شیمیایی تولید شدند. سپس نانوذرات اکسید روی تولید شده، جهت رشد نانوذرات هسته-پوسته zno@zns و zno@ag2s مورد استفاده قرار گرفتند. به¬منظور رشد پوسته سولفید روی، محلول سولفید سدیم به¬عنوان منبع گوگرد مورد استفاده قرار گرفت و آزمایش با سه غلظت متفاوت محلول سولفید سدیم ( m025/0، m05/0 و m1/0) تکرار شد. به¬منظور رشد نانوذرات هسته-پوسته zno@ag2s، نیترات نقره به¬عنوان منبع یون نقره به¬کار گرفته شد و این آزمایش در سه غلظت متفاوت محلول نیترات نقره ( m005/0، m01/0 و m02/0) تکرار شد. خواص ساختاری نانوذرات هسته-پوسته zno@zns و zno@ag2s با استفاده از دستگاه¬های xrd، xps و ftir بررسی شد و نتایج حضور ترکیب پوسته در محصولات را تأیید کرد. هم¬چنین بررسی ریخت¬شناسی نانوذرات هسته-پوسته و اطمینان از تشکیل ساختار هسته-پوسته با استفاده از sem و hrtem صورت گرفت که نتایج تشکیل ساختار هسته-پوسته را نشان می¬دهد. ویژگی¬های نوری این نانوذرات هسته-پوسته با استفاده از طیف¬سنج¬های uv-visible و pl مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج تأیید می¬کنند که هر دو ساختار هسته-پوسته یک سیستم نوع دوم را تشکیل می¬دهند. گاف اپتیکی محصولات هسته-پوسته، کوچک¬تر از گاف اپتیکی نانوذرات اکسید روی تعیین گردید. تجزیه فوتوکاتالیستی رنگ قرمز کنگو و رز بنگال با استفاده از نانوذرات هسته-پوسته zno@zns مورد مطالعه قرار گرفت. تحلیل نمودارهای c/co نشان داد که بیشترین تجزیه¬ی رنگ قرمز کنگو توسط نانوذرات هسته پوسته zno@zns تهیه شده با غلظت m 05/0، پس از 2 ساعت تابش پرتو فرابنفش و در 7 و 4=ph به¬ترتیب به میزان 71% و 89% ، صورت می¬پذیرد. در 10=ph نیز بیشترین تجزیه¬ی رنگ قرمز کنگو با استفاده از نانوذرات اکسید روی خالص و به میزان 57% صورت گرفت. بیشترین تجزیه¬ی رنگ رز بنگال در 4=ph توسط نانوذرات هسته پوسته تهیه شده با غلظت m05/0 صورت می¬پذیرد، درحالی¬که در 7=ph نانوذرات اکسید روی کاتالیست¬های بهتری بوده و در 10=ph نانوذرات هسته-پوسته zno@zns تهیه¬شده با غلظت m 05/0 و نانوذرات اکسید روی بازده فوتوکاتالیستی یکسانی در تجزیه¬ی رنگ رز بنگال نشان دادند. در ادامه با استفاده از نانوذرات هسته-پوسته zno@zns، حسگر کاغذی جهت شناسایی یون مس در محیط آبی نیز، تهیه شد. زمان واکنش بهینه برای این حسگر کاغذی 20 دقیقه تعیین شد. هم¬چنین ph بهینه و حجم بافر بهینه به¬ترتیب برابر با 4 و mm 10 به¬دست آمدند. سپس محلول¬هایی حاوی یون مس با غلظت¬های متفاوت تهیه شد و از هر کدام مقدار ?l 20 بر روی حسگر کاغذی چکانده شد. پس از 20 دقیقه، از آن¬ها عکس¬برداری شد و تصاویر به کامپیوتر منتقل شدند تا با استفاده از نرم¬افزار imagej میزان شدت هر کدام تعیین شود. پس از تعیین شدت هر نمونه و رسم منحنی کالیبراسیون مشخص شد که شدت رنگ به¬صورت خطی با کاهش غلظت یون مس کاهش می¬یابد. در انتها انتخاب¬گری حسگر کاغذی با بررسی پاسخ آن به حضور دیگر کاتیون¬ها و آنیون¬ها مورد مطالعه قرار گرفت. هم¬چنین به¬منظور امتحان حسگر کاغذی در محیطی با آلاینده¬های ناشناخته، آب رودخانه موتالا سوئد به¬عنوان محیط واکنش مورد استفاده قرار گرفت. به¬منظور بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی نانوذرات هسته-پوسته zno@ag2s، دو رنگ اریوکرم بلک و رز بنگال به¬عنوان آلاینده مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که پس از 2 ساعت تابش پرتو فرابنفش در 4=ph و 10=ph نانوذرات هسته پوسته zno@ag2s تهیه شده با غلظت m01/0 بیشترین بازده را در تجزیه رنگ اریوکرم بلک نشان دادند، این مقادیر به¬ترتیب برابر با 44% و 69% تعیین گردیدند. هم¬چنین مقایسه نمودارهای c/co نشان داد که بیشترین تجزیه رنگ رز بنگال پس از 2 ساعت تابش پرتو فرابنفش در 4=ph توسط نانوذرات هسته-پوسته zno@ag2s تهیه شده با غلظت m005/0 صورت می¬گیرد. این درحالی است که نانوذرات اکسید روی به¬عنوان فوتوکاتالیست در محیط خنثی، بازده بالاتری را نشان دادند. هم¬چنین بیشینه تجزیه رنگ رز بنگال در 7=ph برای نمونه¬های مختلف هسته-پوسته و نانوذرات اکسید روی تقریباً مشابه به-دست آمد. چکیده فارسی: در این تحقیق ابتدا نانوذرات اکسید روی با استفاده از روش رسوب¬دهی شیمیایی تولید شدند. سپس نانوذرات اکسید روی تولید شده، جهت رشد نانوذرات هسته-پوسته zno@zns و zno@ag2s مورد استفاده قرار گرفتند. به¬منظور رشد پوسته سولفید روی، محلول سولفید سدیم به¬عنوان منبع گوگرد مورد استفاده قرار گرفت و آزمایش با سه غلظت متفاوت محلول سولفید سدیم ( m025/0، m05/0 و m1/0) تکرار شد. به¬منظور رشد نانوذرات هسته-پوسته zno@ag2s، نیترات نقره به¬عنوان منبع یون نقره به¬کار گرفته شد و این آزمایش در سه غلظت متفاوت محلول نیترات نقره ( m005/0، m01/0 و m02/0) تکرار شد. خواص ساختاری نانوذرات هسته-پوسته zno@zns و zno@ag2s با استفاده از دستگاه¬های xrd، xps و ftir بررسی شد و نتایج حضور ترکیب پوسته در محصولات را تأیید کرد. هم¬چنین بررسی ریخت¬شناسی نانوذرات هسته-پوسته و اطمینان از تشکیل ساختار هسته-پوسته با استفاده از sem و hrtem صورت گرفت که نتایج تشکیل ساختار هسته-پوسته را نشان می¬دهد. ویژگی¬های نوری این نانوذرات هسته-پوسته با استفاده از طیف¬سنج¬های uv-visible و pl مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج تأیید می¬کنند که هر دو ساختار هسته-پوسته یک سیستم نوع دوم را تشکیل می¬دهند. گاف اپتیکی محصولات هسته-پوسته، کوچک¬تر از گاف اپتیکی نانوذرات اکسید روی تعیین گردید. تجزیه فوتوکاتالیستی رنگ قرمز کنگو و رز بنگال با استفاده از نانوذرات هسته-پوسته zno@zns مورد مطالعه قرار گرفت. تحلیل نمودارهای c/co نشان داد که بیشترین تجزیه¬ی رنگ قرمز کنگو توسط نانوذرات هسته پوسته zno@zns تهیه شده با غلظت m 05/0، پس از 2 ساعت تابش پرتو فرابنفش و در 7 و 4=ph به¬ترتیب به میزان 71% و 89% ، صورت می¬پذیرد. در 10=ph نیز بیشترین تجزیه¬ی رنگ قرمز کنگو با استفاده از نانوذرات اکسید روی خالص و به میزان 57% صورت گرفت. بیشترین تجزیه¬ی رنگ رز بنگال در 4=ph توسط نانوذرات هسته پوسته تهیه شده با غلظت m05/0 صورت می¬پذیرد، درحالی¬که در 7=ph نانوذرات اکسید روی کاتالیست¬های بهتری بوده و در 10=ph نانوذرات هسته-پوسته zno@zns تهیه¬شده با غلظت m 05/0 و نانوذرات اکسید روی بازده فوتوکاتالیستی یکسانی در تجزیه¬ی رنگ رز بنگال نشان دادند. در ادامه با استفاده از نانوذرات هسته-پوسته zno@zns، حسگر کاغذی جهت شناسایی یون مس در محیط آبی نیز، تهیه شد. زمان واکنش بهینه برای این حسگر کاغذی 20 دقیقه تعیین شد. هم¬چنین ph بهینه و حجم بافر بهینه به¬ترتیب برابر با 4 و mm 10 به¬دست آمدند. سپس محلول¬هایی حاوی یون مس با غلظت¬های متفاوت تهیه شد و از هر کدام مقدار ?l 20 بر روی حسگر کاغذی چکانده شد. پس از 20 دقیقه، از آن¬ها عکس¬برداری شد و تصاویر به کامپیوتر منتقل شدند تا با استفاده از نرم¬افزار imagej میزان شدت هر کدام تعیین شود. پس از تعیین شدت هر نمونه و رسم منحنی کالیبراسیون مشخص شد که شدت رنگ به¬صورت خطی با کاهش غلظت یون مس کاهش می¬یابد. در انتها انتخاب¬گری حسگر کاغذی با بررسی پاسخ آن به حضور دیگر کاتیون¬ها و آنیون¬ها مورد مطالعه قرار گرفت. هم¬چنین به¬منظور امتحان حسگر کاغذی در محیطی با آلاینده¬های ناشناخته، آب رودخانه موتالا سوئد به¬عنوان محیط واکنش مورد استفاده قرار گرفت. به¬منظور بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی نانوذرات هسته-پوسته zno@ag2s، دو رنگ اریوکرم بلک و رز بنگال به¬عنوان آلاینده مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که پس از 2 ساعت تابش پرتو فرابنفش در 4=ph و 10=ph نانوذرات هسته پوسته zno@ag2s تهیه شده با غلظت m01/0 بیشترین بازده را در تجزیه رنگ اریوکرم بلک نشان دادند، این مقادیر به¬ترتیب برابر با 44% و 69% تعیین گردیدند. هم¬چنین مقایسه نمودارهای c/co نشان داد که بیشترین تجزیه رنگ رز بنگال پس از 2 ساعت تابش پرتو فرابنفش در 4=ph توسط نانوذرات هسته-پوسته zno@ag2s تهیه شده با غلظت m005/0 صورت می¬گیرد. این درحالی است که نانوذرات اکسید روی به¬عنوان فوتوکاتالیست در محیط خنثی، بازده بالاتری را نشان دادند. هم¬چنین بیشینه تجزیه رنگ رز بنگال در 7=ph برای نمونه¬های مختلف هسته-پوسته و نانوذرات اکسید روی تقریباً مشابه به-دست آمد.