用于 $0\nu\beta\beta$ 搜索实验的热电光探测器

作为实现用于搜索 neutrinoless double-beta decay（如 CROSS、BINGO 和 CUPIN）的 cryogenic 检测器实验的一步，我们研究了一批由 Neganov-Trofimov-Luke（NTL）信号放大辅助的 10 个 Ge 光探测器（LD）。每个LD由一个大型立方形光发射晶体（45 mm 边长）组装而成，采用最近开发的 CROSS 机械结构。该探测器阵列在西班牙伊哥拉斯地下实验室的脉冲管 cryostat 中以毫开尔文温度运行。我们以 CROSS 来自的 Li$_{2}$$^{100}$MoO$_4$晶体制造的 scintillating bolometer作为参考探测器，成功测试了所有LD（除一台因电子学问题外）。对于8个LD，在最高可达100 V 的电极偏压下未观察到泄漏电流。以80 V 电极偏压并联运行，使这些设备的信噪比获得约9倍的增益，使我们实现了基线噪声 RMS 为 $O$(10 eV)。由于温度传感器的强烈电流极化，设备的时间响应缩短为约半毫秒的上升时间。对LDs的实现性能通过 CUPIN 检测器结构的pile-up 反之能力仿真得出推断。尽管LDs的噪声条件不理想（尤其是高频），但我们证明了NTL技术为 CUPIN 背景降低提供了可行解决方案。