本發明涉及磁傳感器，具體為一種co-as-sn單晶合金、制備方法及應用。

背景技術：

1、磁阻效應是一種物理現象，具體指某些金屬或半導體的電阻值隨外加磁場變化而變化，磁阻效應的產生主要源于載流子（如電子或空穴）在磁場中受到洛倫茲力的作用而發生偏轉。這種偏轉導致載流子在導體內或半導體內的有效路徑長度增加，進而引起電阻值的變化。具體來說，當磁場作用于導體或半導體時，載流子會受到洛倫茲力，使得其運動軌跡發生偏轉，從而增加了載流子在材料中的散射機會，導致電阻增大。在材料科學、電子學、磁學等多個領域有廣泛應用和深入研究；其中，在材料科學中，磁阻效應能夠反映材料的磁性狀態，如鐵磁性、反鐵磁性等，通過測量磁阻效應，可以了解材料的磁化曲線、矯頑力等磁性參數，此外，還可以間接了解材料的晶格結構、缺陷分布等信息，可以作為評估材料性能的重要指標之一。

2、由于不同磁性材料在磁場作用下的磁阻效應不同，這有助于區分和鑒別各種磁性材料。如某些金屬或半導體的磁電阻一般隨磁場呈二次增長，在高場區域飽和，其磁電阻隨磁場呈線性變化，具有顯著磁電阻效應，為線性電阻材料，通過對線性電阻材料的磁電阻進行測試，就可以確定外界施加的磁場大小。線性磁電阻材料在計算機硬盤讀頭、磁性隨機存取存儲器（magnetic?random?access?memory，mram）以及磁傳感器等方面有著極其廣泛的應用價值和巨大的發展潛力。

3、但目前已知的線性磁電阻材料的溫度范圍較窄，而磁傳感器需要在不同的溫度環境下工作，如果線性磁阻材料的溫度范圍過窄，那么在不同的溫度條件下，傳感器的性能可能會有很大的差異，這會導致傳感器的測量結果不準確，甚至無法正常工作，從而限制了線性磁電阻材料在磁傳感器中的應用。因此，尋找一種具有強磁響應且寬溫度范圍的線性磁電阻材料成為了物理學界和電子信息科學與技術學界急需解決的問題。

技術實現思路

1、針對現有技術中存在的線性磁電阻材料溫度范圍窄，無法滿足磁傳感器的使用需求的問題，本發明提供一種co-as-sn單晶合金、制備方法及應用。

2、為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

3、本發明提供一種co-as-sn單晶合金，包括co、as和sn，所述co、as和sn的摩爾比為（0.95～1.05）:（0.75～0.85）:（0.33～0.43）。

4、可選地，包括：

5、將co粉、as粉和sn粒混合，得到混合物；

6、將混合物進行加熱熔化，得到預制合金熔液；

7、將預制合金熔液降溫結晶，并分離出多余的sn，得到co-as-sn單晶合金。

8、可選地，所述co粉、as粉和sn粒的摩爾比為（0.95～1.05）:（0.75～0.85）:（9～11）。

9、可選地，所述加熱熔化的溫度為800℃～850℃，保溫時間為48～60h。

10、可選地，所述加熱熔化的升溫時間為8～8.5h。

11、可選地，所述降溫結晶的降溫速率為1～3℃/h。

12、可選地，所述將預制合金熔液降溫結晶，并分離出多余的sn，得到co-as-sn單晶合金的方法為：

13、將預制合金熔液以1～3℃/h的降溫速率降至500℃～550℃，分離出多余的sn，得到co-as-sn單晶合金熔液；

14、將co-as-sn單晶合金熔液在空氣中降至室溫，得到co-as-sn單晶合金。

15、可選地，所述加熱熔化和降溫結晶均在真空條件下進行。

16、本發明提供一種co-as-sn單晶合金，利用上述的方法制備，所述co-as-sn單晶合金的工作溫度范圍為2k～300k。

17、如上述的co-as-sn單晶合金在磁性傳感器中的應用。

18、與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

19、本發明一種co-as-sn單晶合金，包括co、as和sn，所述co、as和sn的摩爾比為（0.95～1.05）:（0.75～0.85）:（0.33～0.43）。其中，co是一種重要的磁性元素，具有良好的磁性能和電性能，在co-as-sn單晶合金中可以提高合金的硬度和強度，同時保持良好的塑性和韌性；as可以提升co-as-sn單晶合金的耐腐蝕性和熱穩定性，使得合金能夠在惡劣環境下保持其性能穩定，延長使用壽命；sn作為摻雜物在co和as組成的磁性材料中能夠使co-as-sn單晶合金能帶結構以及貝利曲率（berry?curvature）發生變化，進而影響其磁電阻行為，其中，能帶結構是描述固體中電子能量狀態的一種重要方式，它決定了電子在固體中的運動和分布，而貝利曲率作為描述電子在固體中運動時的一種幾何屬性，其變化可以影響電子的軌道運動和自旋運動，從而對合金的磁電阻行為產生影響；通過摻雜sn，合金的能帶結構發生變化，影響了電子的輸運特性，這種優化使得合金在低溫下依然能夠保持較高的磁電阻效應和穩定的性能，從而使co-as-sn單晶合金作為線性磁電阻材料在低溫下依然能夠正常工作，工作溫度范圍更寬，綜合性能更強，為磁傳感器的改進和優化提供了新的方向。

20、本發明還提供一種如上述的co-as-sn單晶合金的制備方法，該方法通過?將co粉、as粉和sn粒混合，得到混合物；然后，將混合物進行加熱熔化，得到預制合金熔液；最后將預制合金熔液降溫結晶，并分離出多余的sn，得到co-as-sn單晶合金。其中，通過co粉、as粉和sn粒的混合，能夠確保co-as-sn單晶合金中各種元素的均勻分布，混合過程簡單易行，易于控制，為后續步驟奠定良好基礎；混合物進行加熱熔化過程可以確保混合物中的各種元素充分反應，形成均勻的預制合金熔液，優化co-as-sn單晶合金的微觀結構和性能；將預制合金熔液降溫結晶，可以使得預制合金熔液中的元素按照特定的順序和方式排列，形成單晶結構，通過分離出多余的sn，可以確保co-as-sn單晶合金的組成比例符合設計要求。該方法操作簡單，具有很強的可控性，且制備的co-as-sn單晶合金為線性磁阻材料，具有更寬的工作溫度范圍，為相關領域的發展提供了新的材料選擇和技術支持。

21、所述co粉、as粉和sn粒的摩爾比為（0.95～1.05）:（0.75～0.85）:（9～11），其中，原料中sn粒的過量加入，可更好地保證sn的有效摻雜，使得最終制備的co-as-sn單晶合金中個元素處于設計范圍內，保證co-as-sn單晶合金能夠滿足更寬溫度范圍的工作要求，同時，助于優化合金的微觀結構和性能，使其具有更好的力學、磁學和電學性能。

22、所述加熱熔化的溫度為800℃～850℃，保溫時間為48～60h。在800℃～850℃的溫度范圍內進行加熱熔化，可以確保co粉、as粉和sn粒充分反應，并促進它們在熔體中的均勻分布，有助于減少合金中的成分偏析和微觀組織的不均勻性，提高合金的整體性能，保溫48～60h可以為晶粒的生長提供足夠的時間，使得晶粒會逐漸長大并趨于均勻，從而優化合金的微觀結構。

23、所述加熱熔化的升溫時間為8～8.5h，該升溫條件下能夠使混合物在加熱過程中均勻受熱，減少加熱過程中產生的熱應力，減少co-as-sn單晶合金的內部缺陷，保證co-as-sn單晶合金的質量。

24、所述降溫結晶的降溫速率為1～3℃/h，可以確保合金熔體在降溫過程中均勻結晶，使得合金中的元素按照特定的順序和方式排列，形成有序的單晶結構。

25、通過將預制合金熔液以1～3℃/h的降溫速率降至500℃～550℃，分離出多余的sn，得到co-as-sn單晶合金熔液；此溫度范圍內進行sn的分離，是因為在此溫度下sn的溶解度較低，易于從合金熔液中析出。通過分離出多余的sn，可以進一步純化co-as-sn單晶合金，提高其單晶質量。

26、所述加熱熔化和降溫結晶均在真空條件下進行。真空條件下加熱熔化可以有效減少合金與空氣中氧、氮等氣體的接觸，從而避免氧化和污染的發生，有助于保持合金的純凈度，提高最終產品的性能，同時，真空環境可以減少熱傳導和對流，使得熱量更加集中于合金熔體，提高加熱效率；在真空條件下進行降溫結晶，可以減少外界環境對結晶過程的干擾，使得合金能夠按照特定的順序和方式排列，形成有序的單晶結構，有助于提高單晶合金的性能和穩定性。

27、本發明提供一種co-as-sn單晶合金，利用上述的方法制備，經測試，所述co-as-sn單晶合金的工作溫度范圍為2k～300k，具有更寬的工作溫度范圍，夠保持較高的磁靈敏度和穩定性，提升磁性傳感器的抗干擾性，從而滿足磁性傳感器在不同溫度條件下的準確性的要求。

28、如上述的co-as-sn單晶合金在磁性傳感器中的應用。co-as-sn單晶合金具有寬的工作溫度范圍，能夠在極端溫度條件下保持穩定的磁性能，使得磁性傳感器在高溫或低溫環境中仍能保持準確的測量，提高了其穩定性和可靠性。此外，由于co-as-sn單晶合金具有特殊的磁性和電子結構，這使得它作為磁性傳感器的敏感元件時，能夠表現出更高的磁靈敏度，高靈敏度意味著傳感器能夠更精確地響應磁場的變化，從而提高測量的準確性，使磁性傳感器將在更多領域發揮重要作用。