We report the results of a search for neutrinoless double-beta decay in a 9.8 kg yr exposure of (130)Te using a bolometric detector array, CUORE-0. The characteristic detector energy resolution and background level in the region of interest are 5.1±0.3 keV FWHM and 0.058±0.004(stat)±0.002(syst)counts/(keV kg yr), respectively. The median 90% C.L. lower-limit half-life sensitivity of the experiment is 2.9×10(24) yr and surpasses the sensitivity of previous searches. We find no evidence for neutrinoless double-beta decay of (130)Te and place a Bayesian lower bound on the decay half-life, T(1/2)(0ν)>2.7×10(24) yr at 90% C.L. Combining CUORE-0 data with the 19.75 kg yr exposure of (130)Te from the Cuoricino experiment we obtain T(1/2)(0ν)>4.0×10(24) yr at 90% C.L. (Bayesian), the most stringent limit to date on this half-life. Using a range of nuclear matrix element estimates we interpret this as a limit on the effective Majorana neutrino mass, m(ββ)<270-760 meV.

Abstract AMoRE-II aims to search for neutrinoless double beta decay ( $$0\nu \beta \beta $$ 0 ν β β ) with an array of 423 $$\hbox {Li}_2^{100}\hbox {MoO}_4$$ Li 2 100 MoO 4 crystals operating in the cryogenic system as the main phase of the Advanced Molybdenum-based Rare process Experiment (AMoRE). AMoRE has been planned to operate in three phases: AMoRE-pilot, AMoRE-I, and AMoRE-II. AMoRE-II is currently being installed at the Yemi Underground Laboratory, located approximately 1000 m deep in Jeongseon, Korea. The goal of the experiment is to reach an exclusion half-life sensitivity to the $$0\nu \beta \beta $$ 0 ν β β of $$^{100}$$  100  Mo on the level of $$T^{0\nu \beta \beta }_{1/2} > 6 \times 10^{26}$$ T 1 / 2 0 ν β β > 6 ×  10 26  year that covers completely the inverted Majorana neutrino mass hierarchy region of (15–46) meV. To achieve this, the background level of the experimental configurations and possible background sources of gamma and beta events should be well understood. We have intensively performed Monte Carlo simulations using the GEANT4 toolkit in all the experimental configurations with potential sources. We report the estimated background level that meets the $$10^{-4}$$  10 - 4  counts/(keV $$\cdot $$ · kg $$\cdot $$ · year) requirement for AMoRE-II in the Region Of Interest (ROI) and show the projected half-life sensitivity based on the simulation study.