Курт Леговец, также ЛеговекВ статье используется чешско-русская практическая транскрипция: Lehovec → «Леговец». В научных публикациях на русском языке используется написание «Леговек», см. например «модель Леговека и Слободского» в: и в . (; 12 июля 1918 года, Ледвице, Австро-Венгрия — 17 февраля 2012 года, Лос-Анджелес) — чешский, впоследствии американский, и изобретатель, исследователь полупроводников. В начале 1959 года Леговец изобрёл и запатентовал технологию — одну из трёх фундаментальных технологий, сделавших возможным создание монолитных интегральных схем. Леговец — автор модели пространственного заряда в поверхностных слоях ионных кристаллов (эффект Леговека [sic], 1953), соавтор первой теоретической модели светоизлучающего диода на карбиде кремния (1951), эквивалентной схемы МДП-транзистора (модель Леговека-Слободского, 1961—1964), физической модели МДП-транзистора (модель Леговека-Зулига, 1968—1970). Все эти работы Леговца созданы в США, куда он был вывезен в 1947 году в ходе операции «Скрепка».
Происхождение и образование Курт Леговец родился в конце Первой мировой войны в Ледвице, в Судетской области Австро-Венгрии. Его мать была этнической немкой, отец — этническим чехом, офицером австрийской, а после провозглашения независимости Чехословакии — чехословацкой армии. Родители развелись, когда Курт и его старший брат были ещё в дошкольном возрасте. Леговец вспоминал, что мать воспитывала сыновей в изоляции от общества, строго контролировала круг их чтения и внушала им недоверие к женщинам. Старший брат был любимчиком матери, а унаследовавший внешность отца Курт рос изгоем в собственной семье. Всю последующую жизнь Леговца преследовал заложенный в детстве комплекс неполноценности, который он сам называл «комплексом Чарли Чаплина» (). В старости Леговец писал:
Вероятно, что [нелюбовь матери] породила во мне нереализовавшееся стремление к смерти, сделавшее меня бесстрашным в самых опасных обстоятельствах. Сейчас я полагаю, что эмоциональная катастрофа [детства] была скрытым даром судьбы. Она толкнула меня в науку, которая стала единственным средством душевного выживания…
В 1936 году, после того как Леговец окончил среднюю школу, мать перевезла семью в Прагу. Леговец поступил на отделение физики Пражского Карлова университета. В марте 1939 года Германия оккупировала Чехословакию, а затем университет был обезглавлен — куда-то исчезли преподаватели-евреи. На факультете остался единственный профессор, и тот — химик. Постепенно пустые места заполнили приехавшие из Германии немцы. Один из этих немцев, исследователь фотоэффекта в полупроводниках профессор Бернхард Гудден, организовал в университете лабораторию полупроводников и стал научным руководителем Леговца. В 1941 году двадцатитрёхлетний Леговец «ускоренным порядком» получил диплом доктора философии за исследования фотоэффекта в селениде свинца.
Война и эмиграция Сразу после вручения диплома Леговца призвали в вермахт и отправили на Восточный фронт. Леговец не распространялся о том, где и как он служил — только о том, что армейская жизнь наконец-то освободила его от гнёта властной матери. После зимы 1941—1942 года его отозвали в Прагу и назначили старшим группы исследователей Физического института Карлова университета. В это время немцы развернули в Чехии две лаборатории по военно-прикладным исследованиям полупроводников: пражская лаборатория Гуддена, в которую входил Леговец, занималась выпрямительными диодами, другая лаборатория, в Танвальде, занималась кристаллическими детекторами радиолокационных сигналов. Группа Леговца исследовала селеновые выпрямители по договору с нюрнбергской (SAF). Леговец открыл, что примесь таллия существенно подавляет обратную проводимость запертого выпрямителя. Находка заинтересовала заказчика, и благодаря покровителям из Нюрнберга в 1942 году Леговец был допущен на передний край военных разработок — к секретному «материалу Х» (германию). Работы Леговца по примесям таллия были опубликованы в Германии и США уже после войны.
В мае 1945 года Гудден и большая часть его персонала погибли в ходе советского наступления на Прагу. Элмар Франк остался в Праге и выжил, а Леговец бежал на велосипеде на запад. Он обосновался в американском секторе будущей Западной Германии, пытался заниматься наукой и опубликовал ряд работ по фотоэффекту в полупроводниках — но прожить наукой в разорённой стране было невозможно. В 1947 году британские агенты из тридцатой штурмовой группы (по воспоминаниям самого Леговца — американские агенты ) нашли Леговца и предложили ему уехать в США в рамках операции «Скрепка». Не знавший английского языка, не имевший средств к существованию Леговец немедленно согласился. Англичанин-вербовщик дал Леговцу несколько блоков сигарет и отправил его на чёрный рынок — приодеться перед отъездом. Вскоре Леговец отплыл в США в группе из 210 немецких специалистов. 24 из них, в том числе Леговец и , были распределены на работу в в Форт-Монмут, штат Нью-Джерси. Леговец оказался одним из самых молодых немцев, приехавших в США в рамках «Скрепки».
Работы в Форт-Монмут
Перед публичным заявлением об изобретении транзистора полковник Янг и я посетили закрытое совещание в Bell Labs. Я поразился тому, как близко я был к этому открытию. У меня было два шанса, и я упустил оба.
По прибытии в Форт-Монмут Леговец работал над хорошо знакомыми ему темами фотоэффекта в полупроводниках и селеновых выпрямителей в «Институте передовых исследований» (Institute of Advances Studies) Корпуса связи. В августе 1948 года он опубликовал объёмную статью в Physical Review, в которой предложил гипотетическое «уравнение состояния» () — модель фотоэффекта на барьере металл-полупроводник. Затем его привлекли к работе над перспективной технологией фотокопирования документов с использованием селеновых плёнок — совместно со специалистами компании Haloid (будущий Xerox). По словам Леговца, он работал наскоками, не задерживаясь подолгу на одной теме (), и ему часто приходилось преодолевать инерцию «истэблишмента». Внутри лаборатории Леговец и другие немцы подвергались обструкции со стороны сослуживцев-евреев. «Коллега» Леговца Бен Левин возглавил «сопротивление» под лозунгом «Не дадим немцам стульев — пусть сидят на полу!». Обстановка в лаборатории нормализовалась только тогда, когда Джозеф Маккарти изгнал Левина за левые настроения.
30 июня 1948 года Bell Labs объявило об изобретении транзистора, и государственные лаборатории начали жёсткое соперничество за ещё не выделенные бюджеты на работы по транзисторам. Леговец попал в самый центр чиновничьих усобиц: его рабочее время поделили между двумя конкурирующими лабораториями. Два дня в неделю Леговец работал в Форт-Монмуте, два дня — в . Обнаружив в Кэмп-Эвансе образцы карбида кремния (SiC), Леговец повторил известный из литературы опыт О. В. Лосева. При пропускании через кристалл SiC электрического тока отдельные области кристалла светились ярким жёлтым светом. Директор лабораторий Корпуса связи поддержал это направление исследований, и в декабре 1950 года Леговец, Карл Аккардо и Эдвард Джамгочян впервые представили публике теоретическую модель излучения света в полупроводниках (опубликована в 1951 году). По Леговцу, излучение порождалось рекомбинацией электронов и дырок на p-n-переходе. Работы Леговца, Аккардо и Джамгочяна выдержали испытание временем и стали теоретическим фундаментом индустрии светодиодов.
С 1949 года Леговец координировал совместные работы военного ведомства и Bell Labs. В рамках той же транзисторной программы Леговец работал с группой профессора Карла Ларк-Хоровица из Университета Пердью, а затем курировал договоры между Корпусом связи и Университетом Пердью. Леговец отказался от предложения перейти к Хоровицу, и в старости считал это «одним из худших решений всей жизни» ().
В воспоминаниях Леговца не упоминаются какие-либо военные, закрытые проекты. Его работы печатались в научных журналах, он регулярно консультировал частных заказчиков и начал писать обзорную монографию по полупроводникам по заказу издательства McGraw-Hill. Секретарь лаборатории Гизела, помогавшая Леговцу в работе над книгой, в 1952 году стала его женой. В этом браке родились четыре дочери, в семидесятых он распался. Работая над книгой, Леговец заинтересовался вопросами концентрации неоднородностей в ионных кристаллах. Простое умозаключение о том, что концентрация неоднородностей в поверхностных слоях должна быть больше, чем внутри кристалла, привело его к выводу о наличии в поверхностных слоях ионных кристаллов области пространственного заряда, и, как следствие — внутренних напряжений. Например, в кристалле поваренной соли, по расчётам Леговца, электростатический потенциал поверхности должен был быть на 0.28 В ниже, чем потенциал тела кристалла. Это явление, впервые описанное Леговцом в 1953 году, стало известно как «эффект Леговека» [sic] (), или «пространственный заряд Френкеля-Леговека» (). Единственная статья Леговца по этой теме, «Слой пространственного заряда и распределение дефектов решётки в ионных кристаллах», стала самой цитируемой его работой. Её продолжают цитировать в XXI векеНапример, цитировано в : ..
Работы на Sprague По роду своей работы Леговец часто общался с представителями частных компаний и хорошо представлял себе условия работы в крупных корпорациях. В 1952 году, незадолго до женитьбы, он отказался от предложений Bell Labs и Pacific Semiconductors, но принял предложение Sprague Electric Company из Массачусетса. Леговец высоко ценил личные и деловые качества Роберта Спрага, управлявшего компанией вместе с братом Джулиеном, но ещё больше ему приглянулась природа Новой Англии.
Прежде чем покинуть стены государственной лаборатории, Леговец должен был легализоваться в США: все учёные, привезенные в США в ходе «Скрепки», находились в стране незаконно. Надо было как минимум законно въехать в США, а потом доказывать свою политическую благонадёжность: закон запрещал предоставлять вид на жительство бывшим нацистам. Коллеги нашли выход: Леговца привезли на автомобиле к Радужному мосту в Ниагара-Фолс, Леговец пешком пересёк границу между США и Канадой, развернулся, и тем же медленным шагом законно вернулся на американскую землю. Начался отсчёт его законного пребывания в США. Пять лет спустя в суде по делам гражданства состоялся примечательный диалог:
Судья: Из какой страны вы прибыли в США? Леговец: Из Канады. Судья: А откуда вы прибыли в Канаду? Леговец: Из США.
Судья не стал возражать, и Леговец стал гражданином США.
Роберт Спраг приобрёл у Bell Labs лицензию на точечный транзистор и поручил Леговцу внедрить его в производство. Купленная технология имела два недостатка: ручная сборка и подгонка контактов под микроскопом, и высокая вероятность смещения контактов на последующих этапах производства. Леговец придумал, как обойти эти проблемы, и предложил технологию автоматизированной сборки контактного узла (патент США 2773224, заявка 4 декабря 1956). Себестоимость транзисторов Леговца была в десять раз ниже себестоимости Western Electric, и Sprague получила шанс стать основным поставщиком транзисторов для телефонной монополии AT&T, однако менеджмент Sprague отказался от сделки.