Сусанна Мадоян - забытая "мама" всей советской полупроводниковой электроники
Сегодня имя Сусанны Мадоян забыто... Однако именно эта молодая армянская девушка, 23-летняя студентка Московского Химико-технологического института (МХТИ) с кафедры «Технология электровакуумных и газоразрядных приборов» и разработала ПЕРВЫЙ советский транзистор!
Появление триода – «краеугольного камня микроэлектроники» именно в защищённых океаном, экономически благополучных и технологически развитых США – своего рода историческая закономерность. Разразившаяся в Европе Вторая мировая война «милитаризировала» исследовательскую деятельность, деформировав её развитие и парализовав проекты не имевшие немедленного практического выхода. В послевоенной Германии экономическая ситуация также не способствовала научному прогрессу.
В СССР же работа затормозилась, но достаточно быстро возобновилась. Несмотря на огромный ущерб и потери, страна начала ускоренными темпами «навёрстывать упущенное» уже в конце войны, хотя и с понятным запозданием. Как известно, популярный на Западе прогноз о том, что «большевики будут восстанавливать свою страну десятилетиями» не сбылся. Возрождение хозяйства и науки шло буквально по следам отступавших нацистских армий. Так, например, летом 1944 в освобожденном, но ещё почти полностью разрушенном Киеве уже восстанавливались заводы и электростанции, из действующей армии отзывали учёных и инженеров для развития научных работ и уже отменялась мобилизация старшекурсников технических вузов – нужно было готовить специалистов.
В 1948 в Московском Химико-технологическом институте (МХТИ) на кафедре «Технология электровакуумных и газоразрядных приборов» произошёл, казалось бы, заурядный случай. При распределении дипломных работ тема «Исследование материалов для кристаллического триода» досталась симпатичному, но застенчивому студенту стоявшему последним в списке группы. Испугавшись, что не справится, бедняга стал просить руководительницу группы дать ему что-нибудь другое. Та, вняв уговорам, подозвала оказавшуюся рядом девушку и сказала: «Сусанна, поменяйся с ним. Ты у нас девушка смелая, активная и с этим разберёшься». Так 22-летняя дипломница Сусанна Мадоян, сама того не ожидая, оказалась первым разработчиком транзисторов в СССР.
Вскоре её направили в подмосковный город Фрязино, в НИИ-160 (НИИ «Исток»), в лабораторию А.В. Красилова. Разумеется, никаких особых познаний о транзисторах (кроме общей теории полупроводников) у Сусанны не было – она собиралась исследовать люминофорные явления, однако Красилов оказался замечательным руководителем и постарался снабдить её всей доступной научной литературой. Правда эта «литература» ограничивалась несколькими выдержками из закрытых технических бюллетеней, в частности работой Кикоина, да ещё в 1948 г. в американском журнале Physical Review, в отделе «Письма» промелькнула небольшая статья об усилительном эффекте в точке пересечения металлических контактов и поверхности полупроводниковой пластинки. Никаких технических подробностей она не содержала.
Разумеется, не имелось и никаких материалов специально подготовленных для экспериментов. Исследователи раздобыли пластинку полупроводникового материала, вынутую из какого-то трофейного немецкого детектора, а затем Сусанна соорудила конструкцию из двух контактных пружинок, сделанных из бериллиевой бронзы, и двух стальных скобок. Эта контактная пара перемещалась взад-вперед по пластинке с помощью горизонтального винта, приводимого в движение отвёрткой, а вся миниатюрная экспериментальная установка по виду мало отличалась от обыкновенного реостата или потенциометра. Снимаемый сигнал подавался на «характерограф» – прибор подобный осциллографу, который настраивался другим лаборантом. И теоретические познания и практический опыт Сусанне приходилось приобретать в процессе работы. Передвигая контакты по пластинке можно было снимать характеристики и отыскивать точки, дававшие лучшие показатели. Красилов периодически интересовался, получен ли усилительный эффект. Однако характеристики были очень нестабильными и после примерно получаса работы контакты приходилось переводить в какое-нибудь другое место. Тем не менее «усилительный (транзисторный) эффект» в конце концов был получен. В 1949 г. было зарегистрировано первое наблюдение «транзисторного эффекта» и, по сути дела, создание первого советского кристаллического (в противовес вакуумным) триода (слова «транзистор» тогда никто не знал), авторами которого и стали инженер А.В. Красилов и студентка-дипломница Сусанна Мадоян. Разумеется, это была лишь действующая экспериментальная установка; промышленный выпуск транзисторов начался позже, в 1950-е с изобретением плоскостного или «планарного» транзистора. Точно таким же образом шло развитие транзисторов и в Америке – логика науки одна для всех.
Сусанна Мадоян в возрасте 40 лет, кандидат технических наук
Биография
Сусанна Гукасовна родилась 24 июня 1925 г. в городе Батуми в Грузии. Её отец – Гукас Акопович Мадоян происходил из деревни Гюлантуп Карского района уезда Эриванской губернии, входившего до первой мировой войны в состав Российской империи. В 1914 году его призвали в армию; воевал где-то в Белоруссии. К началу 1918 года их полк вернули в Гюмри, и он ждал возвращения домой, где оставались родители, пять братьев и сестер (кроме старшего брата, дослужившегося до унтер-офицерского звания) и многочисленная отцовская родня. Но это было время геноцида армян. Турки ворвались в их деревню, началась резня, его пятнадцатилетнего брата Арута закололи вместе с остальными молодыми мужчинами на глазах у матери, которая, не выдержав увиденного, умерла. Дед Сусанны, Акоп, остался один с четырьмя детьми. Старшей дочери было 18 лет, младшей – 9 лет, сыновьям 6 и 3 года. Они бежали ничего не захватив с собой – дед спасал детей. Как-то добрались до железной дороги и приехали в Гюмри. Дед остался на вокзале с младшим сыном, а остальных детей отправил искать приют и пропитание. Здесь им улыбнулась удача. По почти невероятной случайности они встретили на улице старшего брата – Гукаса (отца Сусанны Гукасовны), везшего на телеге хлеб в казармы. Он отдал им часть хлеба и велел ждать на том же месте. Доставив оставшийся хлеб в расположение части и доложив о случившемся командиру, Гукас вернулся к братьям и сестрам. Они все вместе пришли на вокзал и к своему ужасу нашли деда умершим, а малыша – младшего брата вцепившимся в его грудь. Пока полк отца стоял в Гюмри, детям позволяли жить рядом, в хлеву при казармах. Солдаты – сослуживцы отца – помогли им выжить, приносили еду. Затем полк перевели в Ереван, а младших детей забрали в работавший там американский детский дом. Старшая сестра отца осталась одна и два года скиталась перебиваясь «чем бог послал», но в 1920 г. снова нашла брата, уже в Ереване. К тому времени их полк расформировали, но ещё раньше затерялись следы младших братьев и сестры. Отец со старшей сестрой переехали в Батуми, где было легче найти работу и обустроиться. В Батуми отец встретил девушку Ашхен (Ашхен Хачатуровна Мурадян), с которой они вскоре и поженились. Она стала матерью Сусанны Гукасовны. Семья Ашхен бежала из отошедшего к Турции Карса, где её отец был церковным сторожем. Во время бегства из Карса она потеряла отца и брата, похоронила мать. Попав в Кировокан, случайно встретила на улице свою старшую сестру с мужем и с ними приехала в Батуми, где и встретилась с будущим мужем.
Много лет отец продолжал поиски младших братьев и сестры. Уже в конце 1920-х годов в Ереване нашлась его сестра, а ещё через несколько лет нашелся ещё один из братьев – Саркис Акопович Мадоян. Он жил в какой-то деревне у чужих людей и работал подпаском, а перед этим, в детдоме его обучили армянской и русской грамоте. Отец перевёз найденного брата к себе и он продолжил учебу, подготовился и поступил на рабфак в Тифлисе. Потом Саркис Мадоян стал инженером, строителем дорог. Именно он проектировал и построил в Спитаке первый каменный мост, единственный уцелевший после землетрясения в 1988 года, когда все новые мосты разрушились. Своего младшего брата – Зураба – отец так и не нашёл…
К счастью, семейная жизнь самих Гукаса и Ашхен сложилась удачно; они провели вместе все, отпущенные им судьбой, годы.
Сама Сусанна Гукасовна жила в Батуми до 19 лет. Посещала грузинский и русский детские сады. В 1932 г. мама отвела её в нулевой класс русской средней школы. Училась хорошо, но в начальных классах школы менялись несколько раз. Шла перестройка системы образования. Однако с пятого класса школы больше не менялись, занятия стабилизировались, и Сусанна стала отличницей. В 1943 году школы разделили на женские и мужские, а в 1944 г. она наконец получила аттестат. Шла война. Старое здание школьное здание превратили в госпиталь, а учителей и учеников перевели в менее приспособленное помещение. С аттестатом отличника она без экзаменов поступила в Московский химико-технологический институт им. Менделеева. Отец в то время служил в армии и продолжить учёбу помог его старый друг. Однако родных и знакомых в Москве не было. Жила в общежитии и на себе испытала все трудности военного быта с карточными рационами, темнотой, холодом и голодом. Учиться начала на факультете органической химии, а с шестого семестра перешла на спецфакультет, на только что открывшуюся новую кафедру. Соблазнило обещанное углубленное изучение математики и физики. Кафедра должна была выпускать специалистов по электронным приборам всех видов – в стране тогда начались интенсивные работы по развитию радиолокационной техники.
Вот таким образом, Сусанна Мадоян оказалась специалистом по физико-химическим процессам в электронных приборах. Свою дипломную работу, по теме «Исследование материалов для кристаллического триода», она выполняла в одном из закрытых институтов Министерства средств связи, где и создала первый в СССР образец прибора обеспечивавшего транзисторный эффект – т. е. лабораторный образец точечного триода.
Институт окончила в 1949 году и, получив диплом с отличием, была направлена на работу в тот же НИИ где делала дипломную работу.
Создание точечных транзисторов было началом её трудовой деятельности, однако вскоре пришлось переключиться на разработку и изготовление диодов для развивающейся вычислительной техники. В то время единственным полупроводниковым материалом, пригодным для создания приборов, был германий. Все приборы делались на лабораторных материалах. В конце 1952 года решено было заняться, так называемыми, плоскостными транзисторами. А в начале 1953 г. было принято специальное постановление правительства о развитии полупроводниковой электроники. В Москве был организован специальный НИИ по разработке полупроводниковых приборов, её лабораторию перевели туда и превратили в отдел по разработке полупроводниковых транзисторов. Сусанна Гукасовна руководила лабораторией плоскостных транзисторов, где много разрабатывала и внедряла их в производство. За десять лет создали маломощные транзисторы и транзисторы средней мощности р-n-р и n-р-n типов с различными характеристиками и назначением, изготавливавшиеся на многих серийных заводах и широко применявшиеся в военной и гражданской промышленности.
В конце 1960 года С.Г. Мадоян защитила диссертацию на степень кандидата технических наук и начала цикл новых работ по созданию СВЧ приборов – туннельных диодов, основанных не только на германии, но и на появившемся к тому времени новых полупроводниковых материалах – арсениде галлия и антимониде галлия. Однако в 1969 г. оставила полупроводниковую промышленность и занялась преподаванием – получила должность доцента кафедры «Полупроводниковые приборы» в Институте стали и сплавов. Там вела курс «Технология полупроводниковых приборов» и написала ряд учебных пособий, по лекционному курсу, по курсовому проектированию и лабораторному практикуму. Руководила работами аспирантов; девять из них защитили кандидатские диссертации.