电传导的Drude德模型在1900年由Paul Drude提出,以解释电子在物质(特别是金属)中的输运性质。这个模型是
分子运动论的一个应用,假设了电子在固体中的微观表现可以用经典的方法处理,很像一个钉球机,其中电子不断在较重的、相对固定的正离子之间来回反弹。
该模型在1905年由Hendrik Antoon Lorentz(因此也被称为Drude-Lorentz模型)进行了扩展,并且是一个经典模型。 后来在1933年由Arnold Sommerfeld和Hans Bethe补充了量子理论的结果,得到了Drude-Sommerfeld模型。
将自由电子看做带电的小硬球,它们的运动遵循
牛顿第二定律。在忽略电子-电子和电子-离子间电磁相互作用的情况下,它们在金属中运动或并发生碰撞。
假设电子在金属中的碰撞遵循泊松过程。每个电子在单位时间内碰撞的概率是,即在时间内发生碰撞的概率为,其中被称为弛豫时间(又叫平均自由时间),其意义是在任意一个粒子距离下一次碰撞(或上一次碰撞)发生的时间的平均值。
假设电子只能通过碰撞才能与周围环境达到热平衡(事实上这也是自由独立粒子假设的必然结果),即是说每次碰撞的结果都是随机的,与碰撞前电子的状态没有任何关系,只于碰撞发生地点的温度有关。
Drude金属在时间或频率范围内的特征行为,即具有时间常数的指数弛豫或上述的频率依赖性被称为Drude响应。 在常规的简单真实金属(例如室温下的钠,银或金)中,这种行为不是通过实验发现的,因为特征频率处于红外频率范围,其中未考虑其他特征 Drude模型(如带结构)扮演着重要角色。但对于某些具有金属特性的其他材料,发现频率依赖性电导率与的简单Drude预测紧密相关。 这些是松弛率处于低得多的频率的材料。某些掺杂半导体单晶,高迁移率
二维电子气和重费密子金属就是这种情况。
Drude模型很好地解释了金属中的直流和交流电导率,霍尔效应以及室温附近金属的磁电阻。该模型也部分解释了1853年的Wiedemann-Franz定律。然而,它极大地高估了金属的电子热容量。实际上,金属和绝缘体在室温下具有大致相同的热容量。虽然模型像霍尔效应所验证的那样可以应用于正电荷(空穴)载流子,但该模型并不预言它们的存在。