p型高纯德国晶体探测器中减充电收集层的脉冲形状仿真

$P$型高纯德国晶体（HPGe）探测器广泛应用于众多科学领域，当前的数据分析方法在许多用例中表现良好。然而，对于低背景实验而言，这些实验正在寻找罕见的物理现象，如暗物质、中子双β衰变和相干弹性中子-原子核散射，可能会从了解探测器表面附近响应的更详细认识中受益。$p$型HPGe探测器的外部$n^+$电极形成一个减充电收集层，来自此区域的事件在此类实验中可能是关键的背景来源。如果可以知道探测器表面和Bulk事件之间的脉冲形状差异，就可以用于识别和排除这些背景事件。然而，对该表面区域探测器响应的忠实仿真困难，且迄今没有作为标准方法提供。我们提出了一种用于该减充电收集（RCC）层的三维脉冲形状仿真方法。我们将该方法实现为开源仿真软件包 \emph{SolidStateDetectors$.$jl} 的新功能，并通过解析计算验证了数值仿真结果的有效性。还通过$p$型HPGe探测器的实验研究验证了我们的方案。当前的实现支持几乎任意几何形状的$p$型HPGe探测器，但通过调整层的掺杂密度轮廓，可以轻松适用于$n$型探测器。它也应该可以直接适用于其他半导体材料。