characterize SENSEI Skipper-CCD 中的不必要电荷

Skipper 电荷耦合器件（Skipper-CCD）是寻找亚 GeV 暗物质和相干弹性中子-原子核散射的领导技术。对于这些探测器的稀有事件搜索，一个关键背景来源来自“不必要电荷”——当电荷通过活性区域传递到序列寄存器中，再通过序列寄存器传递到读出阶段时，产生单个电子事件。我们对 SENSEI Skipper-CCD 活性区域和序列寄存器中的不必要电荷进行了表征，并表明在良好屏蔽的低背景环境中，主要贡献来自读出期间序列寄存器中，当水平时钟在像素传递之间保持恒定电压时。在此基础上，我们发展了一种“三级”时钟方案，其中在读出期间将保持低电位相升至中间电压，以抑制陷阱介导的电荷生成。使用位于 MINOS 穴洞附近的 SENSEI 检测器，我们测量了在标准 SENSEI 读出条件下，序列寄存器的单电子密度为 $(2.9 \pm 0.1) \times 10^{-5}$ 电子/像素/图像，通过三级时钟后降至 $(4.0 \pm 0.4) \times 10^{-6}$ 电子/像素/图像——实现约 $\sim$7 倍的改进。这一技术为当前和未来的 Skipper-CCD 实验降低背景提供了有前景的路径。