Вчера я хотел написать статю про вактролы (резисторные оптопары), но в 4 утра я нашел себя в процессе написания симулятора фоторезистора. Конечно же, на шейдерах.

Изначально экран черный — все электроны близко к ядрам в атомах. Электроны там сидят ровно и никуда двигаться не собираются. Как ваши друзья из универа, которые обзавелись семьей и теперь их не вытащить потусить.

Дальше начинают прилетать фотоны (синие точки). Фотоны вносят раздор в тихую семейную жизнь атома, и электрон принимает подняться на уровень повыше и пока пожить в свободных отношениях. А атом остается без электрона, положительно заряженный (как любой партнер, который наконец-то избавился от созависимых отношений).
Я старался сделать аналогию максимально нейтральной, но такой атом в науке называется дырка, простите.

В симуляции, кстати, дырки обозначены красными точками, а электроны — зелеными.

Они еще не расстались, и план у этих ребят надежный как швейцарские часы — просто пожить отдельно. Но все мы знаем, чем заканчивются такие истории. Вот и тут: в симуляции есть два электрода по краям экрана, они создают поле, так что электрон довольно быстро утаскивает в соседский атом электрическим полем.
Ваще-то в соседском атоме уже есть электрон, но на низком уровне, а высокий уровень свободен, так что квантовая физика не запрещает организовать им полиаморную комунну. Впрочем, поле все еще действует, и электрон вскоре прыгает к следующему соседу.

С дырками история похожая, в этот атом может перескочить электрон из какого-то соседнего атома (да-да, и ниче что он там сидел на низком уровне). И теперь дыркой становится уже соседний атом, а на симуляции кажется, что дырка движется.

Если свободный электрон в своих полиаморных скитаниях наконец-то находит дырку, они могут снова соединиться с какой-то вероятностью, это называется рекомбинация. Как говорится: совет да любовь. До следующего фотона или возникшей рядом дырки.

Какой из этого вывод? Если осветить полупроводник, то в нем появляются свободные заряды, может течь ток, значит — сопротивление уменьшается! А со своей семейной жизнью и соседями вы уж сами разбирайтесь, это канал про схемотехнику.

Файлы симуляции для The_Force на гуглодиске: drive.google.com
Видео: https://youtu.be/0L6xUjIukvE