ledningsmengden

Ledningsmengden er mengden av bærere av elektrisk last som deltar i elektrisk ledning i et materiale per volumsenhet. I metaller er dette hovedsakelig frie elektroner i ledningsbåndet, mens i halvledere kan også hull i valensbåndet bidra til ledningen. Ledningsmengden sammen med mobilitet bestemmer materialets konduktivitet.

I en enkel Drudemodell er konduktiviteten gitt av σ = n e μ, der e er elementærladningen, n er antallet frie bærere per volum og μ er bærers mobilitet. For halvledere må både elektroner og hull tas med: σ = e (n μ_e + p μ_h), hvor n og p er frie elektron- og hullkonsentrasjoner, og μ_e og μ_h deres mobiliteter. Ledningsmengden påvirkes av temperatur, doping og materialeegenskaper. I metaller er bærerkonsentrasjonen omtrent konstant med temperatur, mens mobiliteten vanligvis avtar ved høyere temperatur på grunn av økt elektron-phonon-skjeving. I halvledere varierer bærerinnholdet betydelig med temperatur og dopingsnivå, og forholdet mellom n og p bestemmer ledningstypen og strømtettheten.

Måling av ledningsmengden gjøres ofte gjennom konduktivitets- eller resistivitetsmålinger, og Hall-effekten brukes ofte for å skille bidragene fra ulike typer bærere og få deres konsentrasjoner og mobiliteter. Enheter for bærerkonsentrasjon er per kubikkmeter i SI (m^-3); ofte brukes også cm^-3 i eldre eller spesifikke fagfelt.

Ledningsmengden er en sentral størrelse i elektronikk og materialvitenskap, og gir innsikt i et materials evne til å lede strøm og i dets elektroniske egenskaper. Se også elektrisk ledning, mobilitet og Hall-effekt.