Applied Physics Letters

Germanium target sensed by phonon-mediated kinetic inductance detectors

D D. Delicato (Dipartimento di Fisica—Sapienza Università di Roma—Piazzale Aldo Moro 2 1 , 00185 Roma,) D D. Angelone (Dipartimento di Fisica—Sapienza Università di Roma 2 , Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Roma,) L L. Bandiera (INFN—Sezione di Ferrara 4 , via Saragat 1, 44121 Ferrara,) M M. Calvo M M. Cappelli U U. Chowdhury (University Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel 3 , 38000 Grenoble,) G G. Del Castello (INFN—Sezione di Roma—Piazzale Aldo Moro 2 2 , 00185 Roma,) M M. Folcarelli (Dipartimento di Fisica—Sapienza Università di Roma—Piazzale Aldo Moro 2 1 , 00185 Roma,) M M. del Gallo Roccagiovine (Dipartimento di Fisica—Sapienza Università di Roma—Piazzale Aldo Moro 2 1 , 00185 Roma,) V V. Guidi (INFN—Sezione di Ferrara 4 , via Saragat 1, 44121 Ferrara,) G G. L. Pesce (Dipartimento di Fisica—Sapienza Università di Roma 2 , Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Roma,) M M. Romagnoni (INFN—Sezione di Ferrara 4 , via Saragat 1, 44121 Ferrara,) A A. Cruciani (INFN—Sezione di Roma—Piazzale Aldo Moro 2 2 , 00185 Roma,) A A. Mazzolari (INFN—Sezione di Ferrara 4 , via Saragat 1, 44121 Ferrara,) A A. Monfardini (University Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel 3 , 38000 Grenoble,) M M. Vignati (Dipartimento di Fisica—Sapienza Università di Roma—Piazzale Aldo Moro 2 1 , 00185 Roma,)

Abstract

Cryogenic phonon detectors are adopted in experiments searching for dark matter interactions or coherent elastic neutrino-nucleus scattering, thanks to the low energy threshold they can achieve. The phonon-mediated sensing of particle interactions in passive silicon absorbers has been demonstrated with kinetic inductance detectors (KIDs). Targets with neutron number larger than silicon, however, feature a higher cross section to neutrinos, while multi-target absorbers in the dark matter experiments would provide a stronger evidence of a possible signal. In this work, we present the design, fabrication, and operation of KIDs coupled to a germanium absorber, achieving phonon-sensing performance comparable to silicon absorbers. The device introduced in this work is a proof of concept for a scalable neutrino detector and for a multi-target dark matter experiment.

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Article Details

Volume / Issue Vol. 126, Issue 15
Published April 14, 2025
ISSN 0003-6951
Publisher American Institute of Physics

Journal Info

Applied Physics Letters

American Institute of Physics
ISSN: 0003-6951 Physical Sciences

Authors (16)

D

D. Delicato

Dipartimento di Fisica—Sapienza Università di Roma—Piazzale Aldo Moro 2 1 , 00185 Roma,

D

D. Angelone

Dipartimento di Fisica—Sapienza Università di Roma 2 , Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Roma,

L

L. Bandiera

INFN—Sezione di Ferrara 4 , via Saragat 1, 44121 Ferrara,

M

M. Calvo

M

M. Cappelli

U

U. Chowdhury

University Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel 3 , 38000 Grenoble,

G

G. Del Castello

INFN—Sezione di Roma—Piazzale Aldo Moro 2 2 , 00185 Roma,

M

M. Folcarelli

Dipartimento di Fisica—Sapienza Università di Roma—Piazzale Aldo Moro 2 1 , 00185 Roma,

M

M. del Gallo Roccagiovine

Dipartimento di Fisica—Sapienza Università di Roma—Piazzale Aldo Moro 2 1 , 00185 Roma,

V

V. Guidi

INFN—Sezione di Ferrara 4 , via Saragat 1, 44121 Ferrara,

G

G. L. Pesce

Dipartimento di Fisica—Sapienza Università di Roma 2 , Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Roma,

M

M. Romagnoni

INFN—Sezione di Ferrara 4 , via Saragat 1, 44121 Ferrara,

A

A. Cruciani

INFN—Sezione di Roma—Piazzale Aldo Moro 2 2 , 00185 Roma,

A

A. Mazzolari

INFN—Sezione di Ferrara 4 , via Saragat 1, 44121 Ferrara,

A

A. Monfardini

University Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel 3 , 38000 Grenoble,

M

M. Vignati

Dipartimento di Fisica—Sapienza Università di Roma—Piazzale Aldo Moro 2 1 , 00185 Roma,

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