低温下平面锗探测器中随时间变化的内部电荷放大现象观测

首次在低温工作的平面锗(Ge)探测器中观测到由碰撞电离引起的随时间变化的内部电荷放大。在施加偏置电压后 30 和 45 分钟的时间段内，来自 $^{241}$Am 源的 59.54 keV $\gamma$ 射线的基线所对应的电荷能量在短时期内被放大，随后衰减回基线。电荷能量的放大强烈依赖于所施加的正偏置电压以及空穴在探测器中的漂移。在电子漂移穿过探测器时未观察到此类现象。我们发现所观测到的电荷放大由带电态的碰撞电离主导，其与杂质能级和所施加电场密切相关。我们分析了导致带电态产生及其碰撞电离的主要物理机制。我们的分析表明，若能使电荷放大稳定，Ge 探测器中适当的杂质水平可通过带电态的碰撞电离提高电荷产额，从而实现用于 MeV 尺度暗物质搜寻的极低能量探测阈值($<$ 10 meV)。