在線即時計算器 · 純前端本地秒算 · 零數據上傳

📐 Electrical Mobility 計算機

專業免費的 Electrical Mobility 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
0.004397 m²/(V·s)
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是電子遷移率?

電子遷移率(μ)用來衡量帶電粒子(例如電子或電洞)在外加電場作用下,於材料中移動的速度有多快。它定義為單位電場下的漂移速度大小,即 \mu = v_d / E;而根據德魯德(Drude)模型,它等於電荷乘以弛豫時間,再除以載子的有效質量:

\mu = ((q\tau) ÷ (m))
其國際單位(SI)為平方公尺每伏特秒,m^2/(V·s)。

如何使用本計算器

請輸入三個數值:載子電荷 q(單位為庫侖,電子電荷約為 1.602×10^{-19} C)、平均自由時間或弛豫時間 τ(單位為秒),以及載子的有效質量 m(單位為公斤,自由電子質量為 9.109×10^{-31} kg)。計算器會立即算出遷移率。你也可以使用科學記號輸入數值,例如 1.602e-19。

公式詳解

德魯德模型將載子視為在電場 E 下加速的粒子,並且平均每隔 \tau 秒就會因散射而損失動量。穩定狀態下的漂移速度為 v_d = ((q\tau) ÷ (m))· E,因此遷移率 \mu = v_d / E 可化簡為 \mu = ((q\tau) ÷ (m))。電荷越大或散射時間越長,遷移率越高;而有效質量越重,遷移率則越低。

計算範例

以一個電子為例,q = 1.602×10^{-19} C、\tau = 2.5×10^{-14} s、m = 9.109×10^{-31} kg:

\mu = ((1.602×10^{-19} × 2.5×10^{-14}) ÷ (9.109×10^{-31})) ≈ 4.396×10^{-3} \ m^2/(V·s)
這是金屬常見的典型數值。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

遷移率會隨電場改變嗎?
在簡單模型中不會——μ 是材料本身的性質。但在極高電場下,因速度飽和效應,遷移率會與電場有關。
什麼是有效質量?
它是載子在晶格中表現出來的等效質量,可能與自由電子的質量不同。
可以用在氣體或液體中的離子嗎?
可以——同樣適用 \( \mu = v_d/E \) 的定義,只是此時 \( \tau \) 與 \( m \) 描述的是該離子。