SEMICON Japan 2026(12/9〜11)にあわせて、出展企業さまの広告掲載のご相談を受け付けています。SEMICON Japan 2026 広告募集詳しく見る

最終更新 2026-10-28

ドルーデモデルとは

Drude Model

ドルーデモデルとは、金属や半導体の電子を、電界で加速されては衝突で止まることを繰り返す粒子とみなし、電気伝導を説明する古典的なモデルです。電気伝導率はσ=nq²τ/m、移動度はμ=qτ/mで表され、オームの法則が成り立つ理由を直感的に説明できます。量子的な性質は説明できません。

目次6項目
  1. 定義・解説
  2. 図解
  3. よくある質問
  4. 関連用語
  5. 比較・違いを学ぶ
  6. 出典・参考資料

定義・解説

ドルーデモデルとは、金属や半導体の中の電子を、電界で加速されては原子などにぶつかって止まることを繰り返す粒子とみなして、電気の流れやすさ(電気伝導率)を説明する古典的なモデルです。1900年にドイツの物理学者ドルーデが提案しました。量子力学が生まれる前のモデルですが、オームの法則がなぜ成り立つのかを直感的に説明できます。

電子は、電界Eから力を受けて加速しますが、平均τの時間ごとに何かにぶつかって速度がリセットされます。その結果、平均すると一定の速さ(ドリフト速度v=qτE/m)で動くことになります。ここから、電気伝導率はσ=nq²τ/m、移動度はμ=qτ/mと表されます。電子の密度nが多いほど、ぶつかるまでの時間τが長いほど、電気をよく通すということです。

半導体では、質量mの代わりに有効質量を使うことで、移動度や抵抗率の基本的な関係をこのモデルで理解できます。また、高い周波数の電界に対する応答から、金属の光の反射やプラズマ周波数、高周波での表皮効果も説明できます。一方、電子の比熱や、なぜ一部の物質が絶縁体になるのかは説明できず、それにはバンド理論などの量子力学が必要です。

図解

電界による加速、衝突による速度のリセット、平均ドリフト速度、電気伝導率の導出までの流れ

図をタップで2倍に拡大

半導体では質量の代わりに有効質量を使う。

よくある質問(FAQ)

ドルーデモデルの緩和時間τとは何ですか?
電子が何かにぶつかってから次にぶつかるまでの平均の時間です。金属では10⁻¹⁴秒程度です。τが長いほど電子は加速される時間が長く、電気をよく通します。温度が上がると格子の振動が激しくなってぶつかりやすくなり、τが短くなって抵抗が増えます。
ドルーデモデルで説明できないことは何ですか?
電子の比熱が古典的な予想よりはるかに小さいことや、物質が金属・半導体・絶縁体に分かれる理由は説明できません。これらは、電子がフェルミ・ディラック分布に従うことや、結晶の中でバンドを作ることを考える量子力学のモデルで初めて説明できます。

関連する装置カテゴリ

同じトピックの用語

ディスクリート・光半導体 のトピックで関連する用語です。

同じトピックの企業

日亜化学工業日本ローム(ROHM)日本東芝日本浜松ホトニクス日本ams OSRAMオーストリア三菱電機(半導体)日本

比較・違いを学ぶ

出典・参考資料

  1. HyperPhysics(ジョージア州立大学)「Ohm's Law, Microscopic View」(2026/10/28 確認)