德国在 77K 和 4K 条件下的内部电荷放大：从单次自由飞行边界到物理信息离子化模型

cryogenic 高纯度德国(CuGe)内部电荷放大(ICA)可通过提供检探器晶体内部的增益来降低探测阈值，但可靠运行需要对 avalanche-onset \emph{临界电场} $E_{\mathrm{crit}}$进行预测估计。我们提出了一个紧凑框架，用于 $E_{\mathrm{crit}}$在 77~K 和 4~K（典型 CuGe 运行温度）下的计算，该框架将 (i) 基于迁移率的单次自由飞行(SFF)上界与 (ii) 包含能量相关散射、非抛物(Kane)色散、区间转移以及高能“幸运漂移”尾巴的物理信息冲击离子化模型衔接起来。这种统一处理产生闭式、实用型关系，包括 $E_{\mathrm{crit}}^{(\mathrm{PI})}=B(T)/\ln[A(T)d]$，以及将测量的低场迁移率 $\mu(T)$和增益曲线 $M(V)$(Chynoweth 分析)映射到器件级偏置目标的实用校准工作流程，并传递不确定性带。示例电子和空穴估计表明，现实的传输通常会降低 $E_{\mathrm{crit}}$相对于 SFF，并增加在 77~K 和 4~K 之间的 $E_{\mathrm{crit}}$变化的预测值。 resulting portable formulas connect materials/transport inputs to geometry, excess noise, and field shaping, providing design-ready guidance for stable, unipolar-favored ICA with controlled quenching in Ge and other cryogenic semiconductors。