電荷密度（charge density）在電磁學里，是一種描述電荷分布的密度的度量。
根據空間維度，電荷密度可以成線、面、體分布，分別用電荷線密度、電荷面密度和電荷體密度來量度。電荷分布在線體（一條曲線或一根直棒子）上時，單位長度上的電量稱為線電荷密度，單位為庫侖/米 (coulomb/meter)；分布在物體表面時，單位面積上的電量稱為面電荷密度；電荷分布在物體內部時，單位體積內的電量稱為體電荷密度。
電荷密度不僅與粒子的線度有關，而且還與粒子數密度、電子費米能、納米粒子的分布范圍等有關；電荷密度隨距離的變化快慢取決于粒子的線度，電荷密度的變化主要發生在兩種粒子分布區域的分界面附近。
電荷守恒定律
對于封閉系統，總電荷保持不變。實驗表明電荷是守恒的。即一處電荷增加了，另一處的電荷必然減少，而且增加和減少的量值相等。若在通有電流的導體內部，任意找出一個小體積V，包圍這個體積的閉合曲面為S，并且假定電流的體積V的一面流入，從另一面流出。
應用范圍
集體量子現象
電荷密度波和超導電性是凝聚態物質兩種重要的集體量子現象，是凝聚態物理的重要研究課題。層狀二維三角格子結構的二硫屬過渡金屬化合物是一類典型的電荷密度波體系。依照離子堆積的方式和對稱性的差別，該類材料可形成不同的結構，其中受到廣泛關注的是1T和2H結構類型（1和2表示一個單胞含有的過渡金屬層數目，T和H表示結構具有的三角和六角對稱性）。
在1T結構體系中實現超導電性
2H型二硫屬過渡金屬化合物往往表現出電荷密度波和超導電性共存。1T型的二硫族過渡金屬化合物以往只觀察到電荷密度波相，去年美國普林斯頓大學化學系Cava研究組發現Cu插層1T-TiSe2后可以迅速壓制電荷密度波相變溫度，隨后出現超導電性。這是第一次在1T結構體系中實現超導電性。
超導和電荷漲落密切相關
特別是該體系的電子相圖與銅氧化物高溫超導體的電子態相圖形狀很類似，只是高溫超導體的超導態是從反鐵磁Mott絕緣體摻雜而來，超導和反鐵磁自旋漲落聯系密切；而這里超導態是從電荷密度波態摻雜而來，超導和電荷漲落似乎密切相關。這一發現引起了國際同行的廣泛關注。
低載流子濃度的半金屬
雖然CuxTiSe2超導體的母體1T-TiSe2是人們早就知道的電荷密度波材料，但關于電荷密度波相變的機制仍然不清楚。電子結構計算表明該材料是一個低載流子濃度的半金屬（semimetal）。ARPES實驗明確表明，Fermi能附近存在空穴和電子型兩個能帶，分別位于布里淵區中心Gamma點和布里淵區邊界L點。但由于有限的能量分辨率和矩陣元效應，ARPES實驗不能清楚地給出1T-TiSe2到底是間接能隙很小的半導體還是能帶交疊很小的半金屬。
電荷密度波相變的機制
諾貝爾獎獲得者W.Kohn在1967年提出過一個關于小間接能隙半導體或低載流子濃度半金屬由于激子形成導致電荷密度波相變的機制。但由于缺乏實際的例子，該相變機制未被寫入固體物理教科書乃至關于電子密度波相變的專著中。Kohn指出對于間接能隙很小的半導體或電子空穴能帶交疊很小的半金屬，由于電子和空穴的庫侖相互作用，可能導致形成電子和空穴的束縛態——激子。穩定的激子態只能存在于激子束縛能小于能隙的情形，如果激子束縛能大于間接能隙則會導致晶格結構的失穩，伴隨發生電荷密度波調制，進入一個新的激子穩定相。聯系電子和空穴能帶的波矢剛好與結構相變后超格子相應的電荷密度波波矢相一致。
Overhauser電荷密度波
但對半導體和半金屬，電子空穴相互作用導致的激子機制并不相同。對半導體情形，存在通常意義的激子能級。但對半金屬而言，電子空穴相互作用則是混合電子和空穴能帶，它們的雜化導致打開能隙，降低體系的能量。這種情形的電荷密度波稱為Overhauser電荷密度波。雖然人們早就意識到1T-TiSe2很像Kohn提出的激子驅動的電荷密度波相變，但由于很多基本問題不清楚而無法得到明確結論，特別是區分1T-TiSe2是半導體還是半金屬對認識其電荷密度波機制至關重要。
電荷面密度
樣品沒單位面積上所帶的電量，以μC/m2為單位。LFY-403 摩擦帶電電荷測試儀(法拉第筒法)在試驗室條件下，評定織物以摩擦形式帶電荷后的靜電特性。
裝置工具
(1)、靜電電荷測定范圍：0μC-2μC；
(2)、內筒：直徑400mm～600mm，高度750mm～900mm；
(3)、外筒：直徑500mm～70mm，高度850mm～1000mm；
(4)、聚四乙烯絕緣支架；
(5)、試驗用大氣條件：溫度：（20±5）℃；相對濕度：35%±5%。
參考資料 >
電荷密度.中國大百科全書.2024-03-14