清华大学机械工程系博士研究生导师简介：郭丹

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　　郭丹 副研究员

　　摩擦学研究所副所长

　　010-62792449

　　guodan26@tsinghua.edu.cn

　　清华大学机械工程系9003大楼 摩擦学国家重点实验室，100084

　　教育背景

　　1988.9-1992.7 西安交通大学工程力学系，大学本科，获工学学士学位(学制4年)

　　1992.9-1995.2 西安交通大学工程力学系，硕士研究生，获工学硕士学位(学制2.5年)

　　1995.2-1999.7 清华大学工程力学系，博士研究生，获工学博士学位(学制4.5年)

　　工作履历

　　1999.9-2001.9 清华大学，精密仪器与机械学系，摩擦学国家重点实验室，博士后

　　2001.9-2003.1 清华大学，精密仪器与机械学系，摩擦学国家重点实验室，助理研究员

　　2003.12-至今 清华大学，精密仪器与机械学系，摩擦学国家重点实验室，副研究员

　　学术兼职

　　中国振动工程学会故障诊断专业委员会委员

　　中国力学学会高级会员

　　研究领域

　　1.超精表面加工中纳米颗粒与表面作用机制;

　　2.苛刻环境下的润滑成膜及失效机理;

　　3.复杂微流体运动行为及机理;

　　研究概况

　　在集成电路芯片表面纳米精度平坦化制造机理方面，系统研究了纳米颗粒与表面的作用机制。建立了基于原子力显微镜、荧光显微测量技术的纳米颗粒机械特性测量、颗粒与表面作用力测量、纳米颗粒运动观测实验系统，发现纳米颗粒的机械特性具有尺度效应，观测分析了颗粒的运动行为，建立了颗粒作用表面的分子动力学模型，揭示了平坦化过程中纳米颗粒对超光滑表面形成的作用，研究成果对发展未来IC制造平坦化技术具有重要作用。

　　在苛刻环境下的润滑成膜机理研究方面，研制了高压润滑膜厚度测量仪，实现了摩擦副接触压力高达3.5Gpa下的润滑膜厚度测量。研究了各种润滑剂极高压力下成膜特性，发展了传统的在常规压力下建立起来的润滑理论。结合荧光技术及光干涉测量技术，研究了乏油下润滑接触区的成膜及失效机理。

　　在复杂微流体运动行为及机理方面，研究了微管道中液滴在介电泳力作用下的运动及融合规律，考虑了表面张力、介电常数、离子浓度、温度变化等效应;研究了受限液体由液膜温度梯度引起的马兰戈尼流及由此引起的剧烈蒸发现象。

　　先后主持及参加国家重点基础研究发展计划973项目课题、自然科学基金课题、国际合作项目等10余项科研任务。目前主持国家自然科学基金“超低k介质/铜异质表面平坦化中的界面原子/分子迁移行为与损伤机制研究”、973项目“超高速轴承微约束空间、强剪切润滑介质的热、动力学耦合行为”，科技部国际合作项目“苛刻条件下的润滑成膜机理及润滑新材料”等项目。共发表学术论文100余篇，SCI收录50余篇，EI收录40余篇。参与撰写英文专著两部。申请专利3项。

　　奖励与荣誉

　　《摩擦过程中微粒的行为、作用机制与控制》，高等学校自然科学1等奖，2010年，第9完成人

　　学术成果

　　代表性学术论文

　　1.X.Liu, D.Guo, G.X.Xie, S.H.Liu, J.B.Luo, “Boiling” in the water evaporating meniscus induced by Marangoni flow, Applied physics letters, 2012, 020248, APL-29463

　　2.Y. Yan, D. Guo, S.Z. Wen. Numerical simulation of junction point pressure during droplet formation in a microfluidic T-junction, Chemical Engineering Science, 2012.84:591-601

　　3.C.L.Liao, D. Guo, S.Z. Wen. Effects of Chemical Additives of CMP Slurry on Surface Mechanical Characteristics and Material Removal of Copper. Tribology Letters, 2012. 45(2): 309-317.

　　4.L.N.Si, D.Guo, J.B. Luo, Planarization process of single crystalline silicon asperity under abrasive rolling effect studied by molecular dynamics simulation ,Applied Physics A: Materials Science & Processing,109(2012) 119-126

　　5.H.P. Xiao, D.Guo, S.H.Liu, G.S.Pan, X.C.Lu, Contact ratio of rough surfaces with multiple asperities in mixed lubrication at high pressures, Applied Surface Science, 2012. 258(8): p. 3888-3896.

　　6.S.H.Qian, D.Guo, S.H.Liu, X.C.Lu, Experimental Investigation of Lubricant Flow Properties Under Micro Oil Supply Condition. Journal of Tribology-Transactions Of The ASME, 2012. 134(0415014).

　　7.K. S. Wang, D.Guo, P. S.Heyns, The application of order tracking for vibration analysis of a varying speed rotor with a propagating transverse crack , Engineering Failure analysis, 2012, 21, 91-101

　　8.司丽娜，郭丹，雒建斌，氧化硅团簇切削单晶硅粗糙峰的分子动力学模拟研究，物理学报，61,(2012), 68103-1-7

　　9.RL Chen, JB Luo, D. Guo, Effect of crystallographic orientation on the extrusion of silicon surface during an impact: Molecular dynamics simulation, Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section B, 2012, 270:133-139

　　10.XF Xu, JB Luo, D. Guo, Radial-velocity profile along the surface of evaporating liquid droplets, Soft Matter, 2012, 8(21): 5797-5803

　　11.GX Xie, JB Luo, Ye Yang, D Guo, Water droplets on a hydrophobic insulator surface under high voltages: A thermal perspective, Applied Physics Letters, 2012,101(13):131602

　　12.J. Luo, D. Guo, JB Luo, Numerical simulation of bubble dynamics in a micro-channel under a nonuniform electric field, Electrophoresis, 2011, 32:(3-4): 414-422

　　13.YT Huang, D Guo, XC,Lu, Mechanisms for nano particle removal in brush scrubber cleaning, Applied Surface Science, 2011, 257(7): 3055-3062

　　14.Qian SH, Guo D, Liu SH; Lu XC, Experimental Investigation of Lubrication Failure of Polyalphaolefin Oil Film at High Slide/Roll Ratios, Tribology Letters, 2011, 44( 2): 107-115

　　15.Huang YT, Guo, D, Lu XC, Luo JB, A lubrication model between the soft porous brush and rigid flat substrate for post-CMP cleaning, Microelectronic Engineering, 2011,88(9): 2862-2870

　　16.Xiao HP; Guo D; Liu SH ; Xie GX ; Pan, GS, Direct observation of oil displacement by water flowing toward an oil nanogap, Journal of Applied Physics, 2011, 110(4): 044906

　　17.Si LN, Guo, D, Luo JB, Lu XC, Xie GX, Abrasive rolling effects on material removal and surface finish in chemical mechanical polishing analyzed by molecular dynamics simulation, Journal of Applied Physics, 2011,109(8):084335

　　18.Xiao HP; Guo D Liu SH, Pan GS, Lu XC, Film Thickness of Ionic Liquids Under High Contact Pressures as a Function of Alkyl Chain Length, Tribology letters, 2011,41(2): 471-477

　　19.Lei J, Guo D, Luo JB, Pan GS, Probing Particle Movement in CMP with Fluorescence Technique, Journal of the Electromechanical Society, 2011, 158(6): H681-H685

　　20.Xu XF, Luo JB, Guo D, Nanoparticle-wall collision in a laminar cylindrical liquid jet, Journal of Colloid and Interface Science, 2011, 359(2): 334-338

　　21.Xie, GX, Luo, JB, Liu SH, Guo D, Zhang, CH, Thin liquid film lubrication under external electrical fields: Roles of liquid intermolecular interactions, Journal of Appied Physics,2011, 109(11): 114302

　　22.Xie GX, Luo JB, Liu SH, Guo D, Electrical potential modulation of dynamic film properties of aqueous surfactant solutions through a nanogap, Journal of Applied Physics, 2011, 109(2): 024309

　　23.Xie, GX, Luo, JB, Liu SH, Guo D, Zhang, CH, Nanoconfined liquid aliphatic compounds under external electric fields: roles of headgroup and alkyl chain length, Soft Matter, 2011, 7(9): 4453-4460

　　24.钱善华、郭丹、刘书海、路新春，高压微间隙下4010航空油的润滑特性研究，摩擦学学报，2011,31(3):255-263

　　25.肖华平、刘书海、郭丹、路新春，高接触压力下齿轮油的润滑特性，机械工程学报，2011,47(1):89-95

　　26.解国新、雒建斌、郭丹、刘书海，普通离子液体润滑剂的润滑成膜特性研究，机械工程学报，2011,47(11):82-86

　　27.D. Guo, Y. Zhu. The effects of defects on performance of a micro comb resonator, Mathematical Problem in Engineering, 2010, No. 726843(1-13)

　　28.L. Si, D. Guo, JB Luo, XC Lu, Monoatomic layer removal mechanism in chemical mechanical polishing,process: A molecular dynamics study, Journal of Applied Physics, 2010,107, 064310 (1-7),

　　29.SH Liu, D. Guo, Water film confined in a nanoscale gap: Surface polarity and hydration effects, Journal of Applied Physics, 2010, 084315-22.

　　30.HP Xiao, D. Guo, SH Liu, XC Lu and JB Luo Experimental Investigation of Lubrication Properties at High Contact Pressure, Tribology Letters, 2010, 40(1): 85-97

　　31.HP Xiao, D. Guo, SH Liu, GS Pan and XC Lu, Film Thickness of Ionic Liquids under High Contact Pressures as a Function of Alkyl Chain Length，Tribology Letters，2010, 41(2):471-477

　　32.J. B. Luo, D. Guo Tribology in Nanomanufacturing - Interaction between Nanoparticles and a Solid Surface，Advanced Tribology, 2010, pp 5-10

　　33.SH Liu, D. Guo ,G Li, JB Luo, Lubricating Properties of Organic Phosphate Ester Aqueous Solutions, Tribology Letters, 2010, 37(3): 573-580

　　34.SH Liu; GX Xie; D. Guo From boundary to thin film lubrication under water: Influence of surface hydrophilicity on adsorbed water layer, Journal of Applied Physics, 2010, 104323-27.

　　35.XF Xu, JB Luo, D Guo, Criterion for Reversal of Thermal Marangoni Flow in Drying Drops, Langmuir, 2010, 26(3): 1918-1922.

　　36.GX Xie, JB Luo, D Guo, et al Nanoconfined ionic liquids under electric fields, Applied Physics Letters,2010, 96(4): 043112

　　37.GX Xie, JB Luo,SH Liu, D.Guo, and CH Zhang,“Freezing” of Nanoconfined Fluids under an Electric Field, LANGMUIR, 2010, 26(3), 1445–1448

　　38.GX Xie, JB Luo,SH Liu, D.Guo, and CH Zhang . Bubble generation in a nanoconfined liquid film between dielectric-coated electrodes under alternating current electric fields APPLIED PHYSICS LETTERS, 2010, 96, 223104

　　39.GX Xie, JB Luo,SH Liu, D.Guo, and CH Zhang Electric-fields-enhanced destabilization of oil-in-water emulsions flowing through a confined wedgelike gap, JOURNAL OF APPLIED PHYSICS，2010,108, 064314

　　40.Chen RL, Luo JB, Guo D, Lu XC, Energy transfer under impact load studied by molecular dynamics simulation，J. Nanopart. Res.，11:589–600，2009

　　41.朱毅，郭丹，微梳齿谐振器的动态仿真，应用力学学报，第26卷第2期，393-396，2009年6月

　　42.张敏杰，郭丹，基于电磁感应的扭转振动测量方法，实验力学，2009年第3期，233-238

　　43.RL Chen, JB Luo, D Guo, Lu XC Extrusion formation mechanism on silicon surface under the silica cluster impact studied by molecular dynamics simulation. J. of Applied Physic,2008, 104(10): Art No.104907

　　44.RL Chen, JB Luo, D Guo, Phase transformation during silica cluster impact on crystal silicon substrate studied by molecular dynamics simulation, Nuclear Instruments & Methods in Physics Research,2008, 266(14): 3231-3240

　　45.D. Guo, Z. Peng, Vibration analysis of a cracked rotor using Hilbert-Huang transform, Mechanical System and Signal Processing 2007, 21: 3030-3041.

　　46. D. Guo, ZC Zheng, Vibration analysis of a prestressed rotating cylindrical shell under stationary point load, International Journal of Structural Stability and Dynamics, 2006, 6(4): 527-539.

　　47.郭丹、何永勇、卢文秀, 具有横向裂纹的转子系统耦合振动研究, 振动工程学报，vol.18, no.1, 2005, 108-112

　　48.D. Guo, F. L. Chu, D. Cheng, The Unbalanced Magnetic Pull and Its Effects on Vibration in a Three-Phase Generator with Eccentric Rotor， Journal of Sound and Vibration, 2002, 254(2): 297-312

　　申请专利

　　1. 郭丹、 雷均、雒建斌, “一种实时观测纳米颗粒运动的实验台”, 技术发明专利，公开：201110084063.6,

　　2. 郭丹、肖华平、路新春、雒建斌、刘书海，“一种润滑剂膜厚测量仪”，技术发明专利，已授权：101709953B，

　　3. 郭丹、肖华平、路新春、雒建斌、刘书海, “一种轴承实验台”，公开： 201010623427.

　　参与撰写著作

　　1.JB Luo, YZ Hu, SZ Wen，Physics and Chemistry of Micro-Nano Tribology, ASTM International，2008，撰写了其中第二章。

　　2.Jane Wang etc.，Encyclopedia of Tribology，Springer，2012，撰写了其中一章。

文章来源：清华大学机械工程系