電子的有效質量是在半導體或晶體材料中，電子運動的等效自由電子質量。這個概念對於理解電子在固體材料中的行為至關重要。有效質量的定義是基於電子的動能與其波矢之間的關係，具體表示為 \( m^* = \frac{h^2}{\frac{d^2E}{dk^2}} \)，其中 \( h \) 是普朗克常數，\( \frac{d^2E}{dk^2} \) 是能量 \( E \) 對波矢 \( k \) 的二階導數。
有效質量的大小反映了電子在周期性晶格勢場中運動的慣性大小，而其正負則體現了電子與晶格及外場之間的動量傳遞關係。在能帶底部附近，電子有效質量大於零，意味著電子將動量從外場傳遞給晶格。相反，在能帶頂部附近，電子有效質量小於零，此時電子將動量從晶格傳遞給外場。
有效質量的值受到多種因素的影響，包括半導體材料的晶格結構、摻雜類型和濃度、以及材料生長時的控制條件等。這些因素共同決定了電子在半導體中的行為，進而影響材料的電學和輸運性質。
總結來說，電子的有效質量是一個重要的物理參數，它不僅描述了電子在半導體中的慣性，還通過其正負值反映了電子與周圍環境之間的動量傳遞關係。有效質量的計算和影響因素研究對於理解半導體材料的特性和性能至關重要。