電子移動度（でんしいどうど、electron mobility）とは、固体の物質中での電子の移動のしやすさを示す量である。易動度ともいう。
単に移動度という場合は、電子のみならず正孔を含めたキャリアの移動のしやすさを示す。物質の電気抵抗率や半導体デバイスの動作特性を決定する指標の一つ。
定義 物質に対して外部から電場 を印加した際、内部のキャリアは加速される一方で、結晶格子や不純物との衝突（散乱）によって一定の平均速度 （ドリフト速度）に収束する。この比例関係を定めた係数が移動度 であり、次式で定義される。
古典的なドルーデ模型に基づけば、キャリアの電荷を 、有効質量を 、散乱の平均時間である緩和時間を とすると、移動度は
と記述されるN. W. Ashcroft and N. D. Mermin, Solid State Physics, Saunders College (1976), pp. 6-12.。この関係式は、移動度の向上のためには散乱を抑制して緩和時間を増大させること、あるいはバンド構造の設計により有効質量を低減させることが有効であることを示している。
電気伝導率との関係 電気伝導率 は、キャリア密度を とすると と表されるC. Kittel, Introduction to Solid State Physics, 8th ed., Wiley (2004), pp. 153-155.。単一のキャリアのみが伝導に寄与する系では、この関係式から移動度を直接算出できるが、複数のキャリアが寄与する系では、伝導率テンソルを用いた解析が必要となる。
2キャリアモデルの導出 半導体や半金属のように、電子（密度 、移動度 ）と正孔（密度 、移動度 ）が共存する系において、磁場 を印加した際の輸送現象は2キャリアモデルによって記述される。磁場が印加された際の、単一キャリアの伝導率テンソル成分は、運動方程式の定常解から次のように得られる。ここでは便宜上、電子の電荷を と定義する。
正孔（電荷 ）の寄与を加え、系全体の伝導率テンソル成分をそれぞれの和として構成すると、全体の縦伝導率 およびホール伝導率 は以下の通りに定式化されるJ. M. Ziman, Principles of the Theory of Solids, 2nd ed., Cambridge University Press (1972), pp. 250-255.。
実測されるホール抵抗率 は、テンソル変換式 によって算出される。低磁場極限（）において、分母の磁場依存項を無視できる近似を用いると、ホール係数 は次のように導出される。
この結果は、キャリア密度が等しい補償型の物質（）であっても、電子と正孔の移動度に差があればホール係数は有限の値を持ち、より高い移動度を持つキャリアの符号が支配的になることを示唆している。
移動度の制限要因 移動度は物質固有の定数ではなく、散乱機構に由来する温度依存性を示す。主な制限要因は、格子振動（フォノン）による散乱と、不純物や欠陥による散乱に大別されるS. M. Sze and K. K. Ng, Physics of Semiconductor Devices, 3rd ed., Wiley (2006), pp. 25-30.。
フォノン散乱は、高温になるほど原子の熱振動が激しくなるため増大し、一般に の依存性を持つ。対照的に、イオン化不純物散乱は、キャリアの熱速度が小さい低温域で静電ポテンシャルの影響を強く受けるため支配的となり、 に比例して増大する性質がある。複数の散乱機構が共存する場合、全体の移動度 はマティーセンの規則に従い、各移動度の逆数和として近似される。
ホール移動度とドリフト移動度 定義上の移動度（ドリフト移動度）と、ホール効果の測定から算出されるホール移動度 は、厳密には区別される。両者の比はホール因子 と呼ばれ、散乱機構の統計的性質を反映して次のように定義される前田京剛, 『強相関電子系の輸送現象』, 講談社 (2021), pp. 45-48.。
ホール因子は通常 1.0 から 1.5 程度の値をとる。高精度な物性評価においては、この因子の影響を考慮してキャリア密度や移動度の補正が行われる。
脚注
参考文献 C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, Wiley. N. W. Ashcroft and N. D. Mermin, Solid State Physics, Saunders College. S. M. Sze and K. K. Ng, Physics of Semiconductor Devices, Wiley.
関連項目 電荷担体 ホール効果 有効質量 磁気抵抗 半金属