Dark Matter Search with sub-keV Germanium Detectors at the China Jinping Underground Laboratory
灵敏度低于千电子伏的锗探测器为寻找低质量WIMP暗物质打开了一扇窗。CDEX-TEXONO协作组正在新的中国锦屏地下实验室采用这种方法进行第一个研究项目。讨论了实验室和实验的现状和计划。
2012-01-25 astro-ph.CO hep-ex physics.ins-det
Final results of the EDELWEISS-II WIMP search using a 4-kg array of cryogenic germanium detectors with interleaved electrodes
EDELWEISS-II合作项目已经完成了对WIMP暗物质的直接搜索，在Modane的Souterrain实验室使用了10个400克的低温锗探测器阵列。热声子传感器和电荷收集电极与交错的几何形状的组合使用，使有效的拒绝伽马诱导的放射性以及近表面的相互作用。已达到384 kg.d的总有效暴露量，主要来自14个月的连续操作。在20 keV以上观测到五个核反冲候选者，而估计的背景是3.0个事件。这一结果被解释在限制的横截面上的自旋无关的相互作用的WIMP和核子。对于质量为85 GeV的WIMP，在90%CL下不存在4.4 × 10 ^-8 pb的截面。新的约束条件也设置在模型中的WIMP核子散射是非弹性的。
2011-08-31 astro-ph.CO hep-ex
Evaluation of the neutron background in cryogenic Germanium target for WIMP direct detection when using a reactor neutrino detector as a neutron veto system
设计了一种具有中子否决系统的直接弱相互作用大质量粒子（WIMP）探测器，以更好地拒绝中子。本文研究了一种实验装置：984个Ge组件置于反应堆中微子探测器中。为了区分核和电子反冲，电离和热信号测量使用低温锗探测器在此检测。中微子探测器用作中子否决装置，实验设计的中子本底用Geant 4模拟估算。结果表明，每吨高纯锗的中子本底可降至O（0.01）事件/年。我们计算了自旋无关的WIMP-核子弹性散射的灵敏度。一吨$\times$/年的暴露量可达到约2 $\times$ $10^{-11}$ pb的横截面。
2015-12-03 astro-ph.IM hep-ex
Additional Comments on "New Limits on Spin-Independent Couplings of Low-Mass WIMP Dark Matter with a Germanium Detector at a Threshold of 200 eV"
在之前的评论（arXiv：0806.1341v1）中，我们批评了arXiv：0712.1645的纯技术方面，但指出许多其他不一致之处显而易见。鉴于即将发布的另一个版本的arXiv：0712.1645，仍然包含这些问题，我们想提供这个额外的说明的关键指南的方法所遵循的TEXONO合作，在他们的努力，以提取暗物质限制从光谱区域完全由电子噪声为主。我们发现，由于错误的假设和未能探索所有可能的来源，系统学被忽视了。
2008-08-09 astro-ph hep-ex physics.ins-det
Limits on light WIMPs with a 1 kg-scale germanium detector at 160 eVee physics threshold at the China Jinping Underground Laboratory
本文报道了在中国锦屏地下实验室（CJPL）CDEX-1实验中寻找轻弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质的结果。WIMP核子自旋无关（SI）和自旋相关（SD）耦合的约束来自物理阈值为160 eVee，从737.1千克-天的曝光。SI和SD极限将轻WIMP的下限扩展到2 GeV，并在WIMP质量小于6 GeV时比我们以前的界限有所改善。
2018-06-26 hep-ex physics.ins-det
Improved constraints on WIMPs from the International Germanium Experiment IGEX
一个IGEX 76 Ge双β衰变探测器目前正在Canfranc地下实验室运行，通过WIMP弹性散射产生的Ge核反冲来寻找暗物质WIMP。导出了WIMP-核子自旋无关相互作用的一个新的不相容图。为了得到这一结果，IGEX探测器（能量阈值E4 keV），最近收集的40天的数据进行了分析。这些数据提高了排除限制来自所有其他电离锗探测器的质量区域从20 GeV到200 GeV，其中一个WIMP应该负责年度调制效应的DAMA实验报告将位于。新的IGEX排除等值线第一次仅使用原始数据进入DAMA区域，没有背景歧视，并排除其左上部分。它还表明，与适度的改善检测器的性能，DAMA区域可以充分探索。
2002-01-16 hep-ex
Prospects of cold dark matter searches with an ultra-low-energy germanium detector
该报告介绍了超低能锗探测器开发的研究计划，重点是WIMP暗物质搜索。100 eV的阈值是实现与20 g的检测器阵列，提供了一个独特的探针的低质量WIMP。目前在地面实验室的数据预计将产生与现有的限制在$\rm{5 - 10 GeV}$ WIMP质量范围的敏感性相当。投影参数空间探测与一个完整的规模，公斤质量范围的实验。这样的探测器也将允许中微子-核相干散射和中微子磁矩的研究。
2007-11-08 hep-ex
Improved WIMP-search reach of the CDMS II germanium data
CDMS II数据从5塔运行在苏丹地下实验室进行了再处理与改进的电荷脉冲拟合算法。两种新的分析技术，拒绝表面事件的背景被应用到612公斤天锗探测器WIMP搜索曝光。还通过将10 keV分析阈值降低至$\sim$ 5 keV来完成扩展分析，以增加接近8 GeV/ $c^2$的WIMP质量的灵敏度。揭盲后，在10 keV的沉积能量以上没有候选事件，在低阈值分析中有6个事件。这产生了最小的WIMP-核子自旋无关散射截面极限的$1.8 \times 10^{-44}$和$1.18 \times 10 ^{-41}$ cm $^2$在90\%的置信度为60和8.6 GeV/ $c^2$ WIMP，分别。对于60（8.6）GeV/ $c^2$ WIMP，这将先前的CDMS II结果提高了2.4（2.7）倍。
2015-10-13 astro-ph.CO hep-ex
A Search of Low-Mass WIMPs with p-type Point Contact Germanium Detector in the CDEX-1 Experiment
CDEX-1实验在中国锦屏地下实验室进行了低质量（< 10 GeV/c2）弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质的搜索，使用的是基准质量为915 g、物理分析阈值为475 eVee的p型点接触锗探测器。我们报告的硬件设置，检测器表征，数据采集和分析程序的实验。减去已知背景后，未观察到过多的未鉴别事件。使用335.6千克-天的数据，排除约束的WIMP核子自旋无关和自旋相关的耦合。
2016-01-18 hep-ex physics.ins-det
Limits on light WIMPs from the CDEX-1 experiment with a p-type point-contact germanium detector at the China Jingping Underground Laboratory
我们报道了在中国锦屏地下实验室利用CDEX-1实验寻找轻暗物质WIMP的结果，该实验基于由NaI（Tl）晶体闪烁体作为反康普顿探测器封装的p型点接触锗探测器获得的53.9 kg-天的数据。高于分析阈值475 eVee的事件发生率和频谱与理解的背景模型一致。在6-20 GeV的WIMP质量范围内，探测并排除了部分WIMP-核相干弹性散射的允许区域。独立于相互作用通道，这一结果与CoGeNT实验的异常过量是由暗物质引起的解释相矛盾，因为在两个实验中使用了相同的探测器技术。
2014-11-11 hep-ex physics.ins-det
Germanium and Silicon Detectors for WIMP Searches: Key Experimental Insights
本综述总结了锗和硅探测器在直接探测暗物质 WIMPs 中的关键实验进展，阐明了其在低背景、大体积和高效排斥机制方面的优势，并评估了散射截面极限与未来前景。
2025-03-04 hep-ex
Search for an Annual Modulation in a P-type Point Contact Germanium Dark Matter Detector
15个月的累积CoGeNT数据的年度调制，弱相互作用大质量粒子（WIMP）相互作用的预测签名的迹象进行检查。目前可用的数据支持存在一个调制组件的来源不明，与参数初步兼容的星系晕组成的轻质量WIMP。非优化估计产生的调制的统计意义为~2.8西格玛，有限的短期曝光。
2011-10-04 astro-ph.CO hep-ex
Impact of nuclear shell model uncertainties on silicon and germanium WIMP-nucleus limits
University of Toronto（多伦多大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）
本文研究硅和锗靶核壳模型不确定性对WIMP-核子直接探测排除极限的影响，发现核结构不确定性不可忽略，需在实验分析中加以考虑。
2026-09-22 hep-ex hep-ph nucl-th
Results of direct dark matter detection with CDEX experiment at CJPL
中国暗物质实验（CDEX）位于中国锦屏地下实验室（CJPL），其覆盖层约为2400米，旨在直接搜索轻弱相互作用大质量粒子（WIMP）。单元件994克p型点接触（PPC）锗探测器（CDEX-1B）在固体被动屏蔽系统内运行。为了实现更低的背景，将原型10 kg PPC锗探测器阵列（CDEX-10）直接浸入液氮中，该原型10 kg PPC锗探测器阵列（CDEX-10）由三个探测器串组成，每个探测器串具有三个锗晶体。在160 eV的能量阈值下，分别用能谱和年度调制分析确定了WIMP与核散射的极限。在排除Migdal效应的基础上，对CDEX-1B的数据进行了重新分析，以寻找亚GeV的WIMP。最后，对CJPL-Ⅱ的CDEX实验的未来计划进行了介绍。
2019-12-04 hep-ex physics.ins-det
Ultra-Low-Energy Germanium Detector for Neutrino-Nucleus Coherent Scattering and Dark Matter Searches
报道了亚千电子伏灵敏度超低能锗探测器的研制计划和现状。综述了中微子与核相干散射的观测、中微子磁矩的研究以及WIMP暗物质的研究等科学目标。特别是，100-200 eV的阈值和sub-keV的背景下地下实验相比，实现了原型探测器。对于质量在3-6 GeV之间的WIMP设定了新的限制。展望了实现全尺寸实验的前景。
2008-03-01 hep-ex
Preliminary results of a WIMP search with EDELWEISS-II cryogenic detectors
EDELWEISS-II实验使用低温热和电离探测器，以探测锗核上可能的WIMP暗物质粒子的罕见相互作用。最近，开发并验证了具有交错电极几何结构的新一代探测器，能够出色地抑制伽马射线和表面相互作用。我们在这里提出了一个为期一年的WIMP的搜索进行了10个这样的探测器在Alumatoire Souterrain德Modane的初步结果。用322 kg的磁共振谱仪获得了对自旋无关的WIMP-核子截面为5 \times 10-8 pb的灵敏度
2010-11-10 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Recent results from the canfranc dark matter search with germanium detectors
两个锗探测器目前正在2450兆瓦的Canfranc地下实验室工作，寻找WIMP暗物质。一个是2公斤76锗IGEX探测器（RG-2），其能量阈值为4 keV，低能本底率约为0.3 c/keV/kg/天。另一个是小型（234克）天然丰度锗探测器（COSME），低能量阈值（2.5千电子伏）和0.4千电子伏的能量分辨率在10千电子伏，这是寻找弱相互作用粒子和太阳轴子。对COSME在通过光子普里马科夫转换和Ge晶体中的布拉格散射寻找太阳轴子过程中获得的73 kg-天的数据进行分析，得出了95%的C.L.轴子-光子耦合的极限g < 2.8 10^-9 GeV^-1。这些数据，分析WIMP搜索提供了一个排除图WIMP核子自旋无关的相互作用，提高了以前的图在低质量区。另一方面，排除图来自RG-2 IGEX探测器的60千克-天的数据，提高了排除限制来自其他电离（非热）锗探测器实验在该地区的WIMP质量从30至100 GeV最近挑出的DAMA年度调制效应的报告。
2000-11-27 astro-ph hep-ex hep-ph
Results from a Low-Energy Analysis of the CDMS II Germanium Data
我们报告的结果，从低温暗物质搜索（CDMS II）实验在苏丹地下实验室的数据重新分析。2006年10月至2008年9月，我们使用8个锗探测器采集了数据，并在降低反冲能阈值（2 keV）的情况下重新分析了这些数据，以提高对质量低于~10 GeV/c^2的弱相互作用大质量粒子（WIMP）相互作用的灵敏度。对于质量低于9 GeV/c^2的WIMP，这一分析提供了比CDMS II之前的结果更强的约束，并排除了与DAMA/LIBRA和CoGeNT实验中可能的低质量WIMP信号相关的参数空间。
2011-04-21 astro-ph.CO hep-ex
Development of Planar P-type Point Contact Germanium Detectors for Low-Mass Dark Matter Searches
使用带隙为$\sim$ 0.7 eV的锗（Ge）通过电离检测亚eV范围内的低能沉积需要电荷信号的内部放大。这可以通过加速载流子以产生更多的载流子的高电场来实现。产生内部电荷放大所需的最小电场导出不同的温度。点接触Ge检测器在点接触附近提供极高的电场。我们展示了平面点接触检测器的发展及其性能。计算了该平面点接触探测器的场分布。我们证明所需的电场可以实现与点接触检测器。
2021-10-06 hep-ex physics.ins-det
CDMS-II to SuperCDMS: WIMP search at a zeptobarn
低温暗物质搜索实验（CDMS）采用低温Ge和Si探测器通过目标核的弹性散射来探测WIMP。最后一次分析中，锗暴露量为397.8千克-天，没有观测到任何候选事件，因此，当WIMP质量为60 GeV时，与自旋无关的WIMP-核子截面的上限为6.6 x 10 ^{-44} cm ^2（如果包括之前的CDMS Soudan数据，则为4.6 x 10^{-44} cm ^2）。将讨论当前分析的表面事件抑制能力的改进，其中锗暴露比上次分析中使用的暴露大2.5倍。为了将灵敏度提高到超过1 x 10^{-44} cm ^2的基准，研制了新的1英寸厚的探测器。由六个这种探测器组成的第一个塔已成功地安装在苏丹场址。这些探测器将用于15 kg的SuperCDMS级，预期对自旋无关的WIMP-核子弹性散射截面的灵敏度为5 x 10^{-45} cm ^2。此外，CDMS协作组已经开始寻找非WIMP暗物质粒子的特征，这可能解释DAMA观测到的年度调制特征。
2010-01-18 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Constraints on Light WIMPs from SuperCDMS
SuperCDMS实验使用测量电离和声子能量的低温锗探测器搜索弱相互作用大质量粒子（WIMP）。最近几次对WIMP的直接搜索报告了超出背景预期的事件，这可以解释为质量在8-20 GeV/c^2范围内的WIMP。SuperCDMS探测器出色的固有信噪比和强大的背景抑制能力使SuperCDMS成为进一步测试这些信号提示的理想实验。我们提出了两个最近的超级CDMS分析针对这个质量范围的结果：第一个使用Luke-Neganov放大的电离信号，以降低有效的能量阈值，第二个使用多变量的方法来优化背景抑制在一个更大的577千克-天的曝光。
2014-05-16 hep-ex physics.ins-det
Results from a Search for Light-Mass Dark Matter with a P-type Point Contact Germanium Detector
我们报告的几个功能，目前在能量谱从超低噪声锗探测器在2,100兆瓦。通过实施一种能够拒绝表面事件的新技术，可以首次观察到一些宇宙起源峰。我们讨论了几个可能的原因，一个不可约的过剩的散装样事件低于3 keVee，包括一个暗物质候选人共同的DAMA/天秤座年度调制效应，暗示的信号CDMS，和唯象预测。改进的限制放置在宇宙学起源的DAMA/LIBRA效应。
2010-03-16 astro-ph.CO hep-ex physics.ins-det
CoGeNT: A Search for Low-Mass Dark Matter using p-type Point Contact Germanium Detectors
CoGeNT采用p型点接触（PPC）锗探测器来搜索弱相互作用大质量粒子（WIMP）。凭借其低能量阈值和拒绝表面背景的能力，这种类型的设备允许强调低质量的暗物质候选者（wimp质量约为10 GeV/c2）。我们报告的PPC探测器目前正在苏丹地下实验室的数据，屏蔽，数据采集，仪器稳定性，数据分析和背景估计方面的详细说明的特点。一个详细的背景模型被用来调查低能量过剩的事件先前报道，并评估在低能量事件率的时间调制的可能性。对所有目前已知背景的广泛模拟并没有为CoGeNT数据中过量的低能事件或先前观察到的事件率的时间变化提供可行的背景解释。还首次报道了作为能量函数的数据中的表面（慢脉冲上升时间）事件污染的确定。我们的结论是，CoGeNT探测器技术非常适合于搜索DAMA/LIBRA结果所支持的WIMP质量和耦合区域中的暗物质粒子相互作用所预期的年度调制签名
2013-04-29 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Identification of the anomalous fast bulk events in a p-type point contact germanium detector
p型点接触锗探测器的超低探测阈值、超低本征本底和优异的能量分辨率对于稀有事件的研究具有重要意义，特别是对于探测直接的暗物质相互作用、相干弹性中微子-核散射和无中微子双β衰变。在CDEX-1B探测器中观察到具有极快上升时间的异常体事件。本文提出了一种利用脉冲波形模拟和重构源实验信号从体事例中提取快体事例的方法。校准数据和由固有放射性产生的X射线分布证实，快体在钝化层附近经历了一次撞击。这种锗探测器的性能表明，它能够单次击中体空间分辨率，从而提供了一种背景去除技术。
2022-09-21 hep-ex physics.ins-det
Measurement of the Compton scattering in germanium with a p-type point-contact germanium detector for dark matter detection
该研究利用 p 型点接触锗探测器测量多种 γ 源在 500 eV–18 keV 的康普顿散射能谱，验证 K/L 壳层束缚效应并提出经验本底模型。
2023-03-14 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Surface characterization of p-type point contact germanium detectors
P型点接触（PPC）锗探测器用于稀有事件和低背景搜索，包括无中微子双β（0 vbb）衰变，低能核反冲和相干弹性中微子-核散射。该探测器具有出色的能量分辨率、低至亚keV范围的低探测阈值以及增强的背景抑制能力。然而，由于它们的大钝化表面，将信号读出触点与偏置电压电极分开，PPC检测器容易受到表面效应（例如电荷积累）的影响。深入了解它们对地面事件的反应至关重要。在这项工作中，PPC探测器的响应的α和β粒子击中钝化表面的多功能扫描测试stand. It示出的钝化表面可以积累电荷导致的径向依赖的退化的观察事件的能量。此外，它表明，表面α事件的脉冲形状显示的特征，可以用来区分这些事件。
2021-09-10 hep-ex physics.ins-det
Low-threshold analysis of CDMS shallow-site data
低温暗物质搜索（CDMS II）探测器第一塔在最后一次浅层运行期间采集的数据已被重新分析，对小能量沉积的灵敏度有所提高。2001年12月至2002年6月期间，在斯坦福地下设施（SUF）运行了4个~224 g锗探测器和2个~105 g硅探测器，产生了118天的原始暴露。三个锗和两个硅探测器进行了分析与一种新的低阈值技术，使之有可能降低锗和硅的分析阈值下降到实际的触发阈值的~1 keV和~2 keV，分别。基于这些数据，弱相互作用大质量粒子（WIMP）从核弹性散射的自旋无关截面的极限排除了质量低于9 GeV/c^2的WIMP的有趣参数空间。在标准的晕假设下，这些数据部分排除了将DAMA/LIBRA和CoGeNT实验数据解释为WIMP信号的参数空间，也排除了WIMP质量在3 GeV/c^2和4 GeV/c^2之间的新参数空间。
2011-01-03 astro-ph.CO hep-ex
Particle Dark Matter and Solar Axion Searches with a small germanium detector at the Canfranc Underground Laboratory
一个小型的天然丰度锗探测器最近在Canfranc地下实验室（西班牙比利牛斯山）运行，其屏蔽和过载条件比同一探测器以前运行时有所改善。在这些条件下，72.7公斤/天的照射量与探测器以前的操作相比，目前的本底改进约为一个数量级。这些新数据已被应用于直接搜索WIMP和太阳轴子。新的WIMP排除图，改善目前的低质量的界限的报告。本文还提出了一个限制的轴子光子耦合从分析的数据寻找一个Primakoff轴子光子转换和布拉格散射晶体内。
2001-01-22 astro-ph hep-ex
Search for Light Weakly-Interacting-Massive-Particle Dark Matter by Annual Modulation Analysis with a Point-Contact Germanium Detector at the China Jinping Underground Laboratory
本文介绍了中国锦屏地下实验室CDEX-1B实验中质量为1 kg的$p$型点接触锗探测器的光弱相互作用大质量粒子（WIMP）搜索结果和年调制（AM）分析结果。在4.2年的跨度内，对总生存时间为3.2年的数据集进行了分析，分析阈值为250 eVee。在90\%置信水平（C.L.）下，作为WIMP质量（$m_χ$）函数的WIMP核（$χ$ - $N$）自旋无关截面的极限都是用暗物质晕模型推导出来的。在标准晕轮模型的范围内，90% C. L.在$>$ 99.99\%和98\% C.L.处排除了基于DAMA/LIBRA和CoGeNT AM的分析所暗示的允许区域，分别这些结果对应于迄今为止WIMP AM测量中$m_χ$ $<$ 6 $~{\rm GeV}/c^2$的最佳灵敏度。
2019-11-26 hep-ex hep-ph physics.ins-det
A search for low-mass WIMPs with EDELWEISS-II heat-and-ionization detectors
我们使用EDELWEISS在2009 - 2010年从四个配备热传感器和电极设计（ID）的锗探测器收集的数据报告了对低能（E < 20 keV）WIMP诱导的核反冲的搜索，该探测器可以有效地拒绝几个背景源。数据表明，没有证据表明，指数分布的低能核反冲，可归因于WIMP弹性散射后，曝光113公斤。对于质量为10 GeV的WIMP，在WIMP搜索区域中观测到一个事件，导致自旋无关的WIMP-核子散射截面的90% CL极限为1.0 × 10 ^-5 pb，这限制了与CoGeNT、DAMA和CRESST实验报告的结果相关的参数空间。
2012-09-05 astro-ph.CO hep-ex physics.ins-det
Measurement of the dead layer thickness in a p-type point contact germanium detector
中国暗物质实验第一阶段部署了一台质量为994 g的p型PCGe探测器，用于直接探测大质量轻弱相互作用粒子。测量p型锗探测器的死层的厚度是一个非常重要的问题，因为它决定了探测器的基准质量。本文报道了一种用未准直的133Ba源测定死层厚度的方法。文中叙述了实验设计、数据分析和蒙特卡罗模拟过程，以及统计误差和系统误差。实验数据和模拟结果之间的协议，实现推导出的死层的厚度为1.02毫米。
2016-01-17 hep-ex physics.ins-det
Implication of the Temperature-Dependent Charge Barrier Height of Amorphous Germanium Contact Detector in Searching for Rare Event Physics
具有非晶Ge（a-Ge）接触的锗（Ge）探测器的探索引起了人们对稀有事件物理（例如暗物质和无中微子双β衰变）的研究的关注。沉积在探测器表面的a-Ge接触的电荷势垒高度（CBH）对于抑制探测器的漏电流以实现低能量探测阈值和高能量分辨率是至关重要的。本文分析了三种锗探测器中a-Ge接触的温度依赖性CBH，研究了体漏电流（BLC）特性。这些探测器是在南达科他大学用国产晶体制造的。当探测器在反向偏置模式下工作时，CBH由BLC确定，其中保护环结构将BLC与表面漏电流（SLC）分离。结果表明，CBH具有温度依赖性。CBH变化与温度的直接关系与在a-Ge和结晶Ge的界面上产生的势垒不均匀性有关。使用高斯分布模型的三个探测器的界面处发生的不均匀性进行了分析。a-Ge接触的CBH被投影到零温度。本文讨论了零温CBH对a-Ge接触Ge探测器在寻找稀有事件物理中的意义。
2021-04-02 hep-ex physics.ins-det
The Impact of the Charge Barrier Height on Germanium (Ge) Detectors with Amorphous-Ge Contacts for Light Dark Matter Searches
在寻找低至MeV量级的轻暗物质时，需要能够测量单个电子-空穴对的锗探测器。我们研究了具有非晶Ge（a-Ge）接触的Ge探测器实现测量单个e-h对的灵敏度的可行性，这需要极低的漏电流。采用三个具有a-Ge接触的Ge探测器研究了阻挡电子和空穴的电荷势垒高度。利用测得的体漏电流和D $\ddot{o}$ hler-Brodsky模型，我们分别得到了顶接触和底接触的电荷势垒高度和费米能级附近的局域能态密度。我们预测，体漏电流是非常小的，可以忽略不计，在氦温度（$\sim$ 4 K）。因此，具有a-Ge接触的Ge探测器具有测量用于探测LDM粒子的单个e-h对的潜力。
2020-04-28 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Investigation of the Electrical Conduction Mechanisms in P-type Amorphous Germanium (a-Ge) Used as a-Ge Contacts for Ge Detectors
对用于高纯锗探测器接触的p型非晶锗（a-Ge）在无序材料体系中的导电机制进行了实验研究。用三个高纯平面Ge探测器测量的表面漏电流确定了a-Ge中的局域长度和跳跃参数。本文给出了高纯Ge平面探测器电接触材料a-Ge的跳变距离和跳变能量随温度的变化关系。结果表明，随着温度的升高，a-Ge的跳跃能增加，而跳跃距离减小。a-Ge的局域化长度在$2.13^{-0.05}_{+0.07} A^\circ$到$5.07^{-0.83}_{+2.58}A^\circ$的数量级上，取决于带隙内费米能级附近的态密度。使用这些参数，我们预测，从Ge探测器的表面泄漏电流与a-Ge接触可以远小于一个yocto安培（yA）在氦温度下，适合于稀有事件物理搜索。
2020-09-07 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Characteristics of Signals Originating Near the Lithium-Diffused N+ Contact of High Purity Germanium P-Type Point Contact Detectors
本文研究了p型点接触高纯锗探测器（HPGe）锂扩散n+接触附近的信号。活性锗和n+接触的完全死层之间的过渡区进行检查。在这个过渡区的能量沉积示出导致部分电荷收集。这提供了一种机制，使具有明确定义的能量的事件有助于在较低能量处的能谱的连续性。介绍了一种新的技术，以量化的贡献，从这个来源的背景。以非常低的能量阈值操作锗检测器的实验可以受益于本文所提出的方法。
2012-07-28 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Process Development and First Cryogenic Operation of Compact Germanium Ring-Contact HPGe Prototypes
University of South Dakota（南达科他大学）
本文报道了两种紧凑型n型GeRC工艺验证原型的制备与首次低温操作，验证了GeRC几何结构的可行性，为后续大规模生产奠定了基础。
2026-03-30 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Bulk and Surface Event Identification in p-type Germanium Detectors
p型点接触锗探测器已被用于轻暗物质的WIMP研究和低能中微子物理的研究。这些探测器对位于表层的事件表现出异常行为。以前的光谱形状方法，以确定这些表面事件的批量信号依赖于光谱形状的假设和使用外部校准源。我们报告了一种改进的方法，在分离它们之间的比例不同类别的现场事件样本作为校准源。使用比率法重新检查来自CDEX-1和TEXONO实验的数据。结果表明，与谱形方法是一致的。
2018-01-08 hep-ex physics.ins-det
Large-Mass Ultra-Low Noise Germanium Detectors: Performance and Applications in Neutrino and Astroparticle Physics
本文介绍了一种新型的辐射探测器--p型修饰电极锗二极管。原型显示，第一次，在核反应堆实验中的相干中微子-核散射的测量所需的功能（质量，能量阈值和背景预期）的组合。该设备杂交的质量和能量分辨率的常规HPGe同轴伽马能谱仪与低电子噪声和阈值的小型X射线半导体探测器，还显示了一个内在的能力，区分多个从单站点粒子相互作用。目前的性能的原型和可能的进一步改进进行了讨论，以及其他应用这种新型的设备在中微子和天体粒子物理（双β衰变，中微子磁矩和WIMP搜索）。
2007-01-07 astro-ph hep-ex nucl-ex
Constraints on low-mass WIMPs from the EDELWEISS-III dark matter search
我们提出的弹性散射的银河系暗物质的弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的形式在4-30 GeV/ $c^2$质量范围内的搜索结果。我们利用一个582公斤天基准曝光从一个阵列的800克锗测辐射热计配备了一组交错电极与全表面覆盖。我们专门搜索探测器基准体积内的$\sim 2.5-20$ keV核反冲。作为说明，在搜索5（分别为20)GeV/ $c^2$ WIMP为9（分别为0. 4），相比之下，预期的背景6.1（分别。1.4）。$4.3\times 10^{-40}$ cm $^2$的90% CL限值（分别为$9.4\times 10^{-44}$ cm $^2$）被设置在自旋无关的WIMP-核子散射截面上，分别为5（分别为：20)GeV/ $c^2$ WIMP。这一结果代表了41倍的改进，相对于以前的EDELWEISS-II低质量的WIMP搜索7 GeV/ $c^2$ WIMP。导出的约束是在紧张的提示WIMP信号从最近的一些实验中，从而证实了与不同的检测技术得到的结果。
2016-05-09 astro-ph.CO hep-ex physics.ins-det
Latest results of the direct dark matter search with the EDELWEISS-II experiment
EDELWEISS-II实验使用低温热电离锗探测器，以探测局部晕的WIMP暗物质粒子的罕见相互作用。开发并验证了具有交错电极几何结构的新一代探测器，实现了出色的伽马射线和表面相互作用抑制。我们在这里提出了一个为期一年的WIMP的搜索进行了10个这样的探测器在Alumatoire Souterrain德Modane的初步结果。使用322千克·天的有效曝光量，获得了对自旋无关的WIMP-核子截面的5 × 10 -8 pb的灵敏度。我们还介绍了目前的实验和前景，以提高目前的灵敏度在不久的将来的一个数量级的现状。
2010-12-10 astro-ph.CO hep-ex
Bulk-Surface Event Discrimination in Point Contact Germanium Detectors at Near-Threshold Energies with Shape-Matching Pulse-Shape Methods
针对点接触锗探测器近阈值能量下体-表面事件甄别难题，提出基于互相关形状匹配与低通滤波的脉冲形状方法，减少计算时间50%，降低背景泄漏约70%，并可将分析阈值降低至少10电子伏特。
2025-03-25 hep-ex physics.ins-det
The CDEX-1 1 kg Point-Contact Germanium Detector for Low Mass Dark Matter Searches
中国金平地下实验室（CJPL）建立了CDEX协作组，利用超低能阈p型点接触锗探测器直接探测轻暗物质粒子。第一个1公斤的点接触锗探测器与sub-keV的能量阈值已在位于CJPL的被动屏蔽系统进行了测试。点接触p+电极和外部n+电极的输出使得可以扫描小于1 keV的较低能量范围，同时检测高达3 MeV的较高能量范围。p+和n+电极的输出也可能为暗物质实验提供一种更强有力的信号鉴别方法。已经测试和测量了一些关键参数，包括能量分辨率、死区时间、内部X射线的衰减时间和系统稳定性。结果表明，1 kg点接触式锗探测器及其屏蔽系统和电子线路能够正常工作，性能良好。该探测器系统将用于暗物质搜索实验。
2013-05-02 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Short remarks on possible production of defects in low temperature semiconductor detectors for dark matter physics experiments
暗物质的性质仍然是一个悬而未决的问题，但有证据表明，宇宙中的大部分暗物质是非重子，非发光和非相对论性的，假设的弱相互作用大质量粒子（WIMP）是满足上述所有标准的候选者。为了最大限度地减少在搜索中识别WIMP相互作用的模糊性，在更多的实验中，同时测量两个不同的量：电离和来自闪烁信号的声子或光。硅和锗晶体用于某些实验。在本文中，我们讨论了由于WIMP相互作用在半导体中产生的缺陷，并估计其在能量平衡中的贡献。这种现象存在于所有温度下，在keV能量范围内是重要的，但在通常的实验信号分析中没有考虑到，并且可能在识别WIMP时引入错误。
2009-07-02 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Germanium Detector Response to Nuclear Recoils in Searching for Dark Matter
在寻找弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质的实验证据的声明的差异，需要一个模型的电离效率（淬火因子）在能量低于10千电子伏。我们仔细研究了通过阻止本领对电离效率有贡献的物理过程。这项工作的重点是通过分析阻止本领的组成部分，特别是在低能量的核阻止本领，在锗的电离效率的模型的建设。我们发现ZBL核阻止本领的一小部分可以有助于电离效率。我们提出了一个模型，纠正失踪的贡献，电离效率从ZBL核阻止功率。所提出的模型相比，以前的测量锗的电离效率以及其他理论模型。使用这个新的模型，CDMS II和CoGeNT的阈值进行了分析和比较的核反冲能量。
2012-08-22 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Limits on spin-independent WIMP-nucleon interactions from the two-tower run of the Cryogenic Dark Matter Search
我们报告了苏丹地下实验室低温暗物质搜寻（CDMS II）的新结果。两个塔，每个由6个探测器组成，运行了74.5个工作日，在切割后，锗的光谱加权曝光量为34 kg-d，硅靶的光谱加权曝光量为12 kg-d，平均反冲能量为10-100 keV，WIMP质量为60 GeV。进行了盲分析，结合了拒绝表面事件的改进技术。未观察到超过预期背景的WIMP信号。当结合我们以前的结果从苏丹，90%的C. L。对于60 GeV的WIMP质量，自旋无关的WIMP-核子截面的上限是Ge为1.6 x 10^{-43} cm ^2，Si为3 x 10^{-42} cm ^2。Ge（Si）的组合极限比我们以前的结果低2.5（10）倍，并限制了超对称模型的预测。
2005-09-09 astro-ph hep-ex nucl-ex
First results on low-mass WIMP from the CDEX-1 experiment at the China Jinping underground Laboratory
中国暗物质实验协作组报告了中国锦屏地下实验室岩石覆盖层超过2400米的994 g p型点接触锗探测器获得的14.6 kg-天数据的WIMP暗物质的第一个实验极限。达到的能量阈值为400 eVee。根据14.6 kg-天的实时数据，在区分体信号和表面背景之前，我们将N= 1.75 * 10^{-40} cm^{2}作为WIMP质量为7 GeV的自旋无关截面的90%置信水平的极限。
2013-08-08 astro-ph.CO hep-ex physics.ins-det
Search for An Annual Modulation in Three Years of CoGeNT Dark Matter Detector Data
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是公认的暗物质候选者。WIMP与敏感探测器的相互作用预计将显示出特有的年度调制率。我们发布了一个数据集，该数据集来自一个低背景锗探测器，旨在寻找这种特征。先前报道的调制持续存在，集中在一个区域的能量谱填充的指数过剩的未知来源。它的相位和周期符合现象学的预期，但它的振幅比标准WIMP星系晕的预测大$\sim$ 4-7倍。我们认为一个非麦克斯韦局部晕速度分布的可能性作为一个合理的解释，能够帮助调和最近报道的WIMP搜索异常。
2014-01-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
SAGE : A Monte Carlo Simulation Framework for Experiments with Germanium Detectors
详细介绍了一个基于Geant4的锗探测器稀有事件搜索实验模拟框架SAGE。它被设计用于模拟、评估背景分布和研究锗探测器的响应。SAGE框架结合了其实验特定的几何形状和自定义属性，包括事件生成器，物理列表和输出格式，以满足各种模拟目标。它的docker镜像已经准备好用于虚拟化和分发SAGE框架。在这个docker镜像下部署基于Geant 4的模拟将很方便。所实现的几何结构包括p型点接触和宽能量锗探测器与环境的周围环境，这些层次的几何结构可以很容易地扩展。用户通过JSON配置文件选择这些自定义属性。上述属性满足仿真需求，使SAGE成为CDEX实验的通用和强大的仿真框架。
2021-09-28 hep-ex physics.ins-det
Nuclear structure factors for general spin-independent WIMP-nucleus scattering
我们提出了描述弱相互作用大质量粒子（WIMPs）与原子核的广义自旋无关耦合的原子核结构因子。我们的结果是基于国家的最先进的原子核结构计算使用的大规模核壳模型。本文从夸克和胶子能级算符出发，在手征有效场论中考虑了自旋为1/2和0的WIMP与一个和两个核子的三阶相干增强耦合.这包括一个全面的讨论的结构因素，对应于领先的两个核子电流覆盖，第一次，自旋2运营商的贡献。我们提供的结果，最相关的核目标考虑在目前和计划中的暗物质直接探测实验：氟，硅，氩，锗，补充我们以前的工作氙。所有结果也都在Python笔记本中公开提供。
2019-03-29 hep-ex hep-lat hep-ph
CDEX dark matter experiment: Status and prospects
中国暗物质实验（CDEX）的目标是在中国锦屏地下实验室（CJPL）直接搜索轻弱相互作用大质量粒子（WIMP），覆盖层约为2400米。报道了CDEX-1 994 g p型点接触锗（pPCGe）探测器的实验结果。研究计划的追求，以进一步降低物理阈值，通过改进硬件和数据分析。目前正在测试CDEX-10实验，其pPCGe阵列的目标质量范围为10公斤。本研究亦将介绍CDEX计划发展为“CDEX-1 T实验”的过程，其中包括使用吨级锗探测器阵列。
2019-01-24 hep-ex physics.ins-det
DAMA and WIMP dark matter
我们研究了大质量弱相互作用粒子（WIMPs）与原子核的自旋无关散射是否可以解释DAMA报告的年度调制信号。我们考虑弹性和非弹性散射过程。我们发现WIMP参数空间中存在一个区域，可以同时容纳DAMA和CDMS、CRESST和XENON的零结果。这个区域对应于一个普通的、弹性散射的WIMP，它具有标准的麦克斯韦-玻尔兹曼分布，质量为3 GeV < m_{DM} <8 GeV，自旋无关的截面为核子3 \times 10^{-41} cm ^2 < σ_p^{SI} < 5 \times 10^{-39} cm ^2。这个新的参数空间区域的关键取决于最近发现的效应的通道上的能量阈值的WIMP检测DAMA实验;不包括这种效果，DAMA允许的区域基本上是封闭的空实验。这种低质量WIMP出现在许多超越标准模型的物理学理论中，从MSSM的最小扩展到重子-暗物质符合问题的解决方案。我们发现，非弹性散射通道不打开一个重要的参数区域与所有的实验结果一致。未来的低能量阈值探测核反冲的实验，如CDMSII-Si和那些利用超低能量锗探测器，将能够探测参数空间的DAMA区域。
2008-07-11 astro-ph hep-ex hep-ph
Characterization of High-Purity Germanium (Ge) Crystals for Developing Novel Ge Detectors
高纯锗（HPGe）晶体在制作成锗探测器之前需要进行良好的表征。HPGe晶体的表征通常使用霍尔效应系统来执行，该系统测量载流子浓度、霍尔迁移率和电阻率。报道的值具有很强的依赖于欧姆接触的尺寸和用于进行霍尔效应测量的样品的几何形状。我们进行了一个系统的研究，使用四个样品从同一位置切割的HPGe晶体制成不同尺寸的欧姆接触或不同的几何形状，研究测量参数的变化从霍尔效应系统。并将所得结果与由同一晶体制成的Ge探测器所提供的C-V测量值进行了比较。我们报告的系统误差与霍尔效应系统，并找到一个可靠的技术，最大限度地减少系统误差只有百分之几的霍尔效应测量。
2020-07-22 cond-mat.mtrl-sci hep-ex nucl-ex
Performances of a prototype point-contact germanium detector immersed in liquid nitrogen for light dark matter search
CDEX-10实验在中国金平地下实验室寻找轻的弱相互作用大质量粒子，这是一种暗物质，大约10公斤的锗探测器排列成阵列并浸入液氮中。在这里，我们报告的实验装置，探测器的特性，和一个原型探测器的频谱分析。由于CDEX-10原型探测器与CDEX-1B相比具有更高的上升时间分辨率，我们确定了观测到的一类极快事件的起源。对于CDEX-10原型的数据分析，我们引入并应用了一种改进的体/表面事件判别方法。将新方法的结果与CDEX-1B光谱的结果进行了比较。两组结果在0- 12 keVee能量范围内显示出良好的一致性，除了来自外部铜的8.0 keV K壳层X射线峰。
2018-10-20 hep-ex physics.ins-det
New constraints on WIMPs from the Canfranc IGEX dark matter search
IGEX协作浓缩76 Ge双β衰变探测器目前正在Canfranc地下实验室运行，覆盖层为2450 m.w.e.。最近的一次升级使它们有可能用于搜索WIMP。导出了WIMP-核子自旋无关相互作用的一个新的不相容图。为了获得这一结果，30天的数据，从一个IGEX探测器，它有一个能量阈值为~4千电子伏，已被认为是。这些数据提高了排除限制来自其他锗二极管实验中的~50 GeV的DAMA区域，并表明，与适度改善的背景低于10千电子伏，DAMA区域可以测试与额外的1千克-年的曝光。
2000-02-21 astro-ph hep-ex hep-ph
