Ник Холоньяк
«Магический прибор» и его изобретатель

Лауреат премии «Глобальная энергия» 2003 года

Светодиод Ника Холоньяка – прекрасный пример того, как талант и любознательность одного человека могут изменить целый мир

Включая утром кофеварку, проверяя почту в телефоне, нажимая кнопку вызова лифта, рассматривая рекламные вывески по дороге на работу – мы видим это великое изобретение везде и постоянно используем его в обыденной жизни. И этот свет так знаком и привычен, что большинство из нас даже не задумывается, а что, собственно, там светится?

Светодиод – прекрасный пример того, как талант и любознательность одного человека могут изменить целый мир. Всего 55 лет назад в руках профессора Ника Холоньяка впервые загорелся новейший источник света.

Академик РАН Борис Петрович Захарченя, рассказывая о своей встрече с Холоньяком, вспоминал: «Белоснежная рубашка, галстук-бабочка, короткая стрижка по моде 60-х годов и, наконец, спортивная фигура (он поднимал штангу) делали его типичным американцем. Это впечатление ещё более укреплялось, когда Ник говорил на своём родном американском языке. Но вдруг он переходил на язык своего отца, и от американского джентльмена ничего не оставалось. Это был не русский язык, но удивительная смесь русского с русинским (близким к украинскому), сдобренная солёными шахтёрскими шуточками и крепкими крестьянскими выражениями, усвоенными от родителей. При этом профессор Холоньяк очень заразительно смеялся, на глазах превращаясь в озорного русинского парня».

Холоньяка называют «человеком, превратившим науку в свет». Изобретатель светодиода и обладатель более 30 патентов. Среди них полупроводниковый лазер с красным излучением, обычно называемый лазерным диодом (используемый в CD и DVD-плеерах и сотовых телефонах), квантовый полупроводниковый лазер (используется в волоконной оптике) и короткозамкнутый эмиттерный pnpn-переключатель (используемый в световых диммерах и электроинструментах).

За свои открытия Ник Холоньяк был награжден президентами США Джорджем Бушем старшим, Джорджем Бушем младшим, императором Японии Акихито и российским президентом Владимиром Путиным. В 2003 году Ник Холоньяк стал одним из трех первых лауреатов премии «Глобальная энергия» «за изобретение первого полупроводникового светодиода видимого света и вклад в создание кремниевой силовой электроники».

А между тем, Ник и его сестра были первыми в семье, кто получил школьное образование.

Родители Холоньяка эмигрировали в США из Закарпатья, и, вспоминая их, он говорит, как удивительно, что родившись в одной части Европы, они встретились через многие мили в другой стране.

Семья жила бедно, отец много и тяжело работал на угольной шахте, мать вела домашнее хозяйство. Они были необразованными, но единодушно считали, что дети непременно должны учиться. В районе угольных шахт Южного Иллинойса тот, кому удавалось выучиться до уровня школьного учителя, адвоката или служителя церкви, считался счастливчиком. Отец даже хотел отправить Ника на каникулы в Россию, чтобы учить русский язык у священника.

Ника с детства привлекала наука, книги, которые он выбирал для своего чтения, были так или иначе с ней связаны, физика, математика и естественные науки казались ему очень логичными и естественными. Как настоящая жизнь, в которой всегда что-то создается. Он постоянно видел, как делаются руками разные вещи. Во дворе дома всегда что-то ремонтировалось, собиралось, разбиралось, отец пилил, забивал гвозди, чинил инструменты…

«Понимаете, это физический мир – делать вещи из дерева, из резины, из железа, из чего угодно, – рассказывал он много позже. – Это были бедные люди, они не нанимали плотника или кого-то еще. Они делали все для себя. Так что молоток, гвозди, другие инструменты для ремонта – и вы делаете это сами».

В шесть лет отец подарил Нику перочинный ножик со словами: «Если хочешь чего-то, просто сделай это». Холоньяк смеется, рассказывая, как сразу порезал себе почти все пальцы, но говорит, что эти слова он запомнил на всю жизнь.

«Я стремился к созиданию с детства, потому что знал, вы создаете и строите то, что вам нужно и чего вы хотите, – объяснял он. – Вы задумываете это. Вы видите это. Вы понимаете это. Вы видите способ сделать это, и вы делаете это».

Видя бедственное положение родителей, Ник чувствовал, что не имеет права тратить их деньги, и старался подработать, где только мог. Собирал мусор, сдавал макулатуру, стриг траву на лужайке ближайшего загородного клуба, а в 15 лет даже попытался устроиться на военную службу, солгав о своем возрасте, но не прошел проверку.

На железной дороге контроль был не таким строгим, да и работники были очень нужны, поэтому Ник проработал там три лета подряд – в 1944, 1945 и 1946 годах. 10 часов в день, 6 дней в неделю, 65 центов в час.

Однажды дорогу сильно размыло, и рабочим пришлось трудиться 33 часа подряд без обеда и перерыва. Вернувшись домой невероятно уставшим, Ник подумал, что это не жизнь, а выживание, и это совсем не то, чего он хочет в жизни.

И он задумался об Иллинойском университете, который как раз открывал свои двери в городе неподалеку. Все накопленные деньги Холоньяк потратил на обучение, но их все равно не хватало, и в первые годы учебы ему пришлось подрабатывать на сталелитейном заводе и помогать отцу с ремонтом окрестных домов.

В университете Иллинойса в Урбана-Шампейн Ник встретился с бешеной конкуренцией. Группы были переполнены, как и листы ожидания. Не соответствуешь определенным стандартам, не выдерживаешь темпа – и на твое место тут же приходит другой. Однако Ник с успехом проходил все необходимые курсы, и когда появилась возможность стать первым аспирантом Джона Бардина (дважды нобелевского лауреата в будущем), он совершенно не сомневался в себе. К тому же он считал, что учиться у изобретателя транзистора будет для него невероятно полезно, ведь это была как раз та сфера науки, где он хотел бы работать.

«Практические занятия в нашей группе не вызывали у меня никаких сложностей, – вспоминал он. – Поэтому, когда оказалось, что я могу перейти в лабораторию Бардина, у меня не было никаких опасений по этому поводу. Ему нужны были люди с исследовательскими способностями и лабораторным опытом, потому что мы собирались заниматься странными вещами. На самом деле мы начинали в голой комнате. Мы должны были построить все – стенды, всю аппаратуру. Но наша картина начиналась с чистого листа».

Джон Бардин был прекрасным руководителем, с «неформальной отцовской манерой», и Холоньяку было очень комфортно с ним работать. «Он каждый день приходил в лабораторию, чтобы посмотреть, что мы думаем, что делаем, – рассказывал доктор Холоньяк. – Интересовался, с какой идеей мы работаем, имеет ли она какой-либо смысл, имеет ли она какую-то ценность, какие проблемы мы пытаемся решить, над чем работаем, а также достаточно ли у нас средств, есть ли ассистенты и получили ли мы необходимые материалы».

Несмотря на то, что Бардин был теоретиком, он понимал, что мир состоит не только из символов и идей, не пренебрегал фактами и исследованиями, и это прекрасно сочеталось с умением Холоньяка работать в лаборатории.

Когда Ник получил степень магистра в 1951 году, в Иллинойском университете был запущен ILLIAC (ранний компьютер, построенный по договору с лабораторией баллистических исследований армии США), и его пригласили для работы с ним. В этот момент он и сделал окончательный выбор в пользу физики электронных устройств, оставшись в лаборатории Бардина.

«Это похоже на кусок дерева. А вы резчик, – о своей работе доктор Холоньяк рассказывает весьма поэтически. – И вы видите что-то в этом куске дерева, что не видят остальные, вы видите что-то, что собираетесь из него сделать. И когда я пришел к работе с полупроводниками, я подумал, что это место, где я могу что-то сделать новое, здесь есть шанс для изучения, и это большая возможность».

Доктор Холоньяк окончил университет с отличием и тремя предложениями о работе – от Texas Instruments, General Electric и Bell Labs. Несколько дней он раздумывал и менял свое мнение, но, в конце концов, принял решение в пользу Bell Labs.

Во всех своих интервью он называет этот шаг одним из самых правильных в своей жизни. Именно здесь началась его работа с кремнием. До этого доктор Холоньяк два года работал с германием в лаборатории Бардина, а кремний – новый материал, и для работы с ним нужны были новые методы и технологии. Именно то, что всегда привлекало его – творчество, создание чего-то нового, лучшего. Здесь началась его работа с Джоном Моллом, которого он называет героем и человеком, стоящим у самых истоков сегодняшней Кремниевой долины.

«Именно Джон Молл был капитаном, – вспоминает ученый. – Он сказал: «Эти должен быть кремний, мы можем это сделать, мы разработаем это».

Под руководством Молла группа работала над одним проектом, но каждый делал свое дело. И это действительно была очень плодотворная работа, в ходе которой они многие вещи делали первыми. Однако исследователи допустили ошибку, не опубликовав большую часть своих «лабораторных хитростей». Они были так сосредоточены на деле, что, как рассказывает доктор Холоньяк, и не подумали об этом: «Сегодня я уверен, что люди опубликуют большую часть того, что мы не опубликовали в то время. И потом, когда вы видите то, что делает кто-то другой, вы говорите: «Подождите минуту. Мы ведь уже проходили этой дорогой».

Да и в самой организации все было не так радужно. Еще студентом Ник Холоньяк боялся того, что в будущей работе ему придется исследовать не то, что он как ученый считает нужным и важным, а то, что перспективнее с точки зрения бизнеса. И вот он увидел это воочию. Новый начальник Джек Мортон оказался сложным человеком, считающим свое мнение единственно верным лишь потому, что это позволяла его должность: «Я никогда не видел такого в общении с Бардиным. Его реакция была: «Давай посмотрим, что можно сделать» и он никогда не вошел бы и не сказал: «Прекрати то, что ты делаешь». Джек мог зайти и сказать: «Оставь то, чем ты занят. Я хочу, чтобы ты занялся вот этим».

Несмотря на то, что Джон Молл все же отвоевал свой проект, Ник Холоньяк после возвращения из армии в 1957 году присоединился к другой исследовательской команде – в General Electric.

Новый босс оказался хорошим человеком, но совершенно далеким от науки, и первые несколько месяцев это очень беспокоило Холоньяка. Он паниковал от того, что ему приходилось работать с человеком, который знает гораздо меньше его самого, и боялся, что совершил величайшую ошибку, перейдя на новую работу. Но начальник оказался прекрасным менеджером, и очень облегчал взаимодействие исследовательской группы с другими людьми. Холоньяк с головой погрузился в работу, одно исследование перетекало в другое, и теперь он говорит о времени в General Electric как о лучших шести годах в своей жизни.

В то время ученые и инженеры компании уже работали над применением полупроводников и над созданием предшественников современных диодов, называемых тиристорами и выпрямителями. Дух соперничества заставил Холоньяка посмотреть