Przed ponad dwudziestu laty znalazł się w grupie pracowników Instytutu, zajmujących się badaniami nad produkcją azotku galu, stosowanego do wytwarzania półprzewodników azotkowych, stanowiących materiał do produkcji nowej generacji laserów i tranzystorów. Kolejnym krokiem było stworzenie firmy TopGaN, w której znalazło zatrudnienie ponad 60 osób. Firmowe laboratorium jest unikalne w skali światowej.
Michał Leszczyński podkreśla, że właśnie współudział w zorganizowaniu profesjonalnego przedsiębiorstwa naukowo-badawczo-produkcyjnego uważa za swój największy zawodowy sukces. Ten w życiu prywatnym to - jak wyjaśnia - żona i troje dzieci.
Rodzinne tradycje zobowiązują
Profesor uważa, że źródeł tego, co osiągnął, można doszukiwać się w atmosferze rodzinnego domu, a także w spotkaniu w liceum wspaniałego nauczyciela fizyki, którym był Wincenty Łaźniczka.
Ojciec profesora był inżynierem chemikiem. Był gruntownie wykształcony, m.in. napisał 20 książek z dziedziny chemii. Niektóre z nich ciągle są lekturą obowiązkową na uczelniach technicznych. Był absolwentem Politechniki Warszawskiej, znał 6 języków obcych. Z pewnością zaszczepił w synu zamiłowanie do nauk ścisłych. Jednak w jeszcze większym stopniu zrobił to w liceum profesor Wincenty Łaźniczka.
- To był genialny matematyk – uważa Leszczyński – uczył nas w pierwszej klasie licealnej w ten sposób, że zadawał do rozwiązania zadania maturalne. W ten sposób w ciągu jednego roku niektórzy z nas, w tym również ja, cztery lata liceum mieliśmy za sobą.
W rodzinie Leszczyńskich żywe były tradycje niepodległościowe. Pradziadek Leopold Leszczyński był powstańcem styczniowym, jednym z organizatorów niepodległościowego zrywu. Choć zarazem wiadomo, że drugi pradziadek dosłużył się stopnia pułkownika w carskiej armii… Takie powikłane polskie losy.
Przed wojną Leszczyńskim z racji pozycji ojca dobrze się powodziło. Zarabiał 2 tysiące złotych miesięcznie, co na tamte czasy było sumą niebagatelną. Wszystko przerwała wojna. Ojciec profesora znalazł się w rosyjskim łagrze, skąd uratowało go powstanie armii generała Władysława Andersa. Przeszedł cały jej szlak, był pod Monte Cassino.
W pamięci syna utkwiło opowiadanie o tym, jak to po opuszczeniu "nieludzkiej ziemi", polscy żołnierze zostali obdarowani przez Anglików łojem do wyczyszczenia butów. Byli na tyle głodni, że zamiast wykorzystać łój zgodnie z przeznaczeniem, po prostu go zjedli.
Po wojnie ojciec Michała Leszczyńskiego, nie mogąc sprowadzić rodziny do Anglii, wrócił do Polski. Choć zdołał rozpocząć pracę jako menedżer w Zjednoczeniu Przemysłu Nieorganicznego (skupiającym zakłady nawozowe w Puławach, Policach i Kopalnię Siarki w Tarnobrzegu), rodzina z trudem wiązała koniec z końcem. Aby ją utrzymać, po pracy pisał książki i artykuły.
Szkoła Podchorążych zamiast Clemson University
- Ktoś mi kiedyś powiedział, że fizyka jest strasznie trudnym przedmiotem, więc pomyślałem przekornie, dlaczego mam się nią nie zająć – wspomina profesor Leszczyński. I został studentem właśnie Wydziału Fizyki na Uniwersytecie Warszawskim. Studia ukończył w 1979 roku i rozpoczął pracę w Instytucie Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk. Tymczasem w Polsce narastał sprzeciw wobec komunistycznej władzy. Wkrótce do głosu doszła „Solidarność”, lecz władza postanowiła pokazać swą siłę. Wprowadzono stan wojenny.
Świeżo upieczony młody naukowiec, który miał już wszystko przygotowane do wyjazdu na studia doktoranckie na Clemson University, w stanie Południowa Karolina, otrzymał wezwanie do stawienia się w Szkole Podchorążych Rezerwy w jednostce na Mazurach. W domu pozostała żona z rocznym synem. Doświadczenia z rocznej służby w dobie stanu wojennego, młody podchorąży zawarł w książce pod tytułem "Przygody dzielnego wojaka fizyka" .
Po powrocie z wojska, podobnie jak przed powołaniem do służby, chcąc należycie zadbać o dom i rodzinę, po pracy udzielał korepetycji z angielskiego. Średnio pięć godzin dziennie. Do rodziny wracał około 21. W tym codziennym kieracie z trudem znajdował czas na myślenie o przyszłości. A jednak…
Podjął studia doktoranckie i nie zrażał się brakiem odpowiednich urządzeń do prowadzenia badań. Jednak nawet po zrobieniu doktoratu w 1990 roku, utrzymanie rodziny, ze względu na warunki materialne, okazywało się problemem. Konieczne były szybkie działania. Sprzyjała im procedura określana mianem postdoc, czyli „po doktoracie”. Chodziło o wyjazdy młodych naukowców za granicę, w celu zdobycia nowych doświadczeń. Przez rok był na pozycji „postdoca” w Trieście, a później w Brindisi.
Po powrocie z Italii, nie przestając pracować w Instytucie Wysokich Ciśnień, Michał Leszczyński zatrudnił się w firmie Philips Analytical. Ta praca w porównaniu z monotonnym i uciążliwym czasowo udzielaniem korepetycji umożliwiała rozwój zawodowy.
W tym czasie w Japonii, dokonał się postęp w dziedzinie wykorzystania właściwości azotku galu. Półprzewodniki azotkowe pozwoliły skonstruować białe LED-y, które zaczęły wypierać tradycyjne żarówki. Umożliwiły też budowanie laserów, służących do zapisu i odtwarzania danych. Badaniami dotyczącymi tych zagadnień zajął się między innymi późniejszy noblista, profesor Hiroshi Amano z Uniwersytetu w Nagoi wraz ze swoimi współpracownikami. Rozpoczęli tak zwaną optorewolucję, dzięki której mamy teraz białe LED-y.
- Wszystko to opiera się na azotku galu, o którym wiedziano, że to świetny półprzewodnik, tylko nikt go nie potrafił wyprodukować tak, aby miał odpowiednie właściwości – podkreśla profesor Leszczyński. To materiał, który był w naszym Instytucie też badany i wytwarzany. To były takie malutkie kryształki otrzymywane przy bardzo wysokim ciśnieniu, wynoszącym 10 tysięcy atmosfer, w temperaturze 1700 stopni.
Szefem Instytutu był wówczas profesor Sylwester Porowski, a pracownią krystalizacji kryształów kierowali: Izabella Grzegory, która obecnie jest dyrektorem Instytutu, oraz nieżyjący już Janusz Karpiński.
- Byliśmy wówczas jedynym laboratorium na świecie, które potrafiło zrobić te kryształy azotku galu o odpowiednich, doskonałych właściwościach – wspomina profesor Leszczyński.
Tylko takie o wyśrubowanych parametrach („bardzo małej gęstości defektów”) kryształy mogą być stosowane do wyprodukowania diod laserowych. Jednak był pewien problem: w procesie wytwarzania, na azotkowe podłoże, trzeba też nałożyć wiele cieniutkich warstw: znowu azotku galu razem z indem, aluminium, magnezem, w procesie epitaksji. Trzeba przeprowadzić jeszcze kilka innych skomplikowanych operacji, w ramach tak zwanego processingu.
Aby móc korzystać z tych technologii konieczne było zbudowanie od podstaw nowego laboratorium. To czym dysponowali entuzjaści innowacyjnej technologii, zmuszało do zastosowania zasady znanej z filmu „Ziemia obiecana”. „Ty nie masz pieniędzy, ja nie mam pieniędzy, zbudujemy fabrykę”.
Na szczęście, w sens tego przedsięwzięcia wierzył profesor Porowski, który był prekursorem tworzenia komercyjnych technologii w instytutach badawczych. Polska Akademia Nauk zatrudniała wówczas 10 tysięcy osób. Sto pracowało w Instytucie Wysokich Ciśnień. Z całej PAN „wypączkowało” 10 firm wysokiej technologii tzw. spinoffów, przy czym 7 pochodziło z Instytutu.
TopGaN, czyli komercjalizacja badan naukowych
Tak powstała firma TopGaN, w której to nazwie mieści się azotek galu. Partnerzy naukowo-biznesowi ze Stanów Zjednoczonych są przekonani, że chodzi jednak o Topgun, czyli widzą w nazwie militarne akcenty. Dają temu wyraz odpowiednio adresując listy, a co gorsza przesyłki. Te ostatnie, opatrzone adresem z taką nazwą budzą dużą nieufność celników…
Mówiąc w skrócie, inspiracją do komercjalizacji badań naukowych w tym przypadku stała się możliwość komercyjnego wykorzystania azotku galu, jako źródła niebieskiego światła.
Nie byłoby to jednak możliwe, gdyby nie inwestor Andrzej Kasprowiak, który przeznaczył na budowę nowego laboratorium ponad 30 milionów złotych. Nie bał się zaryzykować, mimo że, jak mówi profesor Leszczyński, był to „interes na bardzo wczesnym etapie rozwoju”. Dopiero później powstał pierwszy laser, zbudowany przy wykorzystaniu azotku galu. Pieniądze prywatnego inwestora przyciągnęły pieniądze państwowe. - Kiedy decydenci zobaczyli, że prywatna osoba inwestuje taka sumę, też sporo dołożyli – mówi profesor Leszczyński.
Tymczasem jednak przekonano się, że opracowana technologia jest zbyt trudna, kosztowna i w zbyt małym stopniu powtarzalna. W tym krytycznym momencie okazało się, że po drugiej stronie Wisły powstała firma „Ammono”, założona również przez absolwentów fizyki Uniwersytetu Warszawskiego z Robertem Dwilińskim na czele, która też produkowała podłoża azotku galu, ale inną metodą, współpracując przy tym z japońską firmą wywarzająca diody ledowe i laserowe.
- Dogadaliśmy się, że będziemy wspólnie działać i działamy do dzisiaj – podsumowuje profesor Leszczyński.
W efekcie połączenia dwóch technologii, produkowane kryształy azotku galu nie mają sobie równych na świecie. Są też wykorzystywane własne, wspomniane już technologie: epitaksji i processingu. Działa również linia laboratoryjna, kierowana przez fizyka Piotra Perlina, dzięki której produkowane są bardzo dobre diody laserowe.
Szybko okazało się, że pierwotne założenia, w myśl których TopGaN miałby być firmą produkującą tylko na potrzeby niszowe trzeba zweryfikować. Małe serie po tysiąc laserów okazały się za skromne. A przy tym koszt jednostkowy 500 – 800 euro za sztukę za duży. Dawne biznes plany wzięły w łeb.
- Przekonaliśmy się, że rynek potrzebuje milionów egzemplarzy, tym bardziej, że zastosowań diod laserowych jest bardzo dużo: projektory, telewizory, ekrany telefonów komórkowych, reflektory do samochodów. Najnowsze światła samochodów najlepszych marek są produkowane na bazie laserów – wymienia profesor Leszczyński. Zrodziła się przy tym idea świateł inteligentnych. Kamera widzi drogę i w zależności od warunków, światła zmieniają natężenie i kierunek. W realizacji tego pomysłu mają pomóc matryce diod laserowych. TopGaN jest jedyną firmą, która je robi.
Obecnie firma składa wniosek o grant z funduszy europejskich na dopracowanie tej technologii, wspólnie z partnerami szkockimi i francuskimi.
Jednak, aby przedsięwzięcie miało sens, produkcja musi być masowa, w milionach sztuk. To rodzi potrzebę zbudowania fabryki. W tej chwili zaawansowane są prace, mające doprowadzić do zbudowania linii pilotażowej, wspólnie z jedną z dużych fabryk chemicznych w Polsce. Jeśli okaże się, że linia pilotażowa spełnia pokładane w niej oczekiwania i jest zbyt na produkty, to wówczas wspomniana firma ma wybudować fabrykę.
Tymczasem TopGaN współpracuje między innymi z Europejska Agencją Kosmiczną, która to instytucja chce wysyłać w kosmos urządzenia z produkowanymi przez firmę diodami laserowymi i tranzystorami, ze względu na ich niezawodność.
Offset, czyli porażka
Gdy Polska kupowała F-16, nieodłącznym elementem tej transakcji był tak zwany offset, czyli zobowiązanie Amerykanów do rozmaitych inwestycji w Polsce i współpracy z polskimi firmami.
Taką propozycję dostał też TopGaN. Jako przedsiębiorstwo z sukcesami na gruncie wysokich technologii został zakwalifikowany do offsetu z zawrotną sumą 500 mln dolarów. Pracownicy firmy, podbudowani entuzjazmem mediów dla idei offsetu, wyobrażali sobie, że za tę kwotę rozwiną badania i produkcję
Jednak już na samym początku przedstawiciele firmy Lockheed–Martin wyjaśnili, że obowiązuje współczynnik dzielenia przez pięć, czyli będzie 100 milionów do zagospodarowania. To dalej budziło nadzieje na sukces. Za sto milionów dolarów zamierzano kupić produkcyjną linię pilotażową. Niestety, Amerykanie dokonali kolejnej korekty. Oświadczyli, że ze stu milionów dolarów, 97 milionów może być przekazanych jako transfer technologii, a 3 miliony w używanym sprzęcie laboratoryjnym. Cóż, darowanemu koniowi nie zagląda się w zęby… A poza tym transfer technologii też był potrzebny.
- Wtedy Amerykanie powiedzieli, że owe 97 milionów to będzie wartość konsultacji, które zorganizują dla strony polskiej w postaci czterech telekonferencji – mówi profesor Leszczyński. - Odpowiadaliśmy za ten offset przed polskimi władzami, więc stwierdziliśmy, że takie rozwiązanie to absurd, żeby za jedną telekonferencję płacić dwadzieścia klika milionów dolarów. Wszystko się rozpadło. Nie było nawet tych trzech milionów w używanym sprzęcie.
Profesor Leszczyński przypomina tę sprawę, ponieważ, jak podkreśla, „przez ładnych kilka lat recenzenci naszych wszystkich projektów, w których była mowa o dofinansowaniu, odrzucali je, gdyż uważali, że jest bezczelnością z naszej strony, jeżeli dostaliśmy 500 mln dolarów, składanie wniosku do Komitetu Badań Naukowych (obecnie Narodowe Centrum Badań i Rozwoju) o przyznanie na przykład 300 tysięcy złotych”.
Przy czym Leszczyński przyznaje obiektywnie, że inne znane mu przejawy offsetowej współpracy firmy Lockheed–Martin z polskimi firmami okazały się sensowne. Amerykanie, którzy potrzebowali technologii lotniczych, zainwestowali sporo pieniędzy w Instytut Lotnictwa w Warszawie i w Dolinę Lotniczą w okolicach Mielca i Kraśnika. Ta współpraca dała owoce, natomiast profesor jeszcze długo był pytany przez kolegów naukowców i dziennikarzy, jak jego firma zagospodarowała 500 mln dolarów z offsetu.
Obecnie, zgodnie z tradycją, dobrze rozwija się współpraca z Japończykami. W ubiegłym roku, po konkursie zorganizowanym w ramach przedsięwzięcia pod hasłem „Współpraca państw V4-Japonia”, rekomendację do dofinansowania otrzymało pięć projektów, wszystkie z udziałem jednostek naukowych z Polski. Wśród nich jest Instytut Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk. Docenione projekty dotyczą materiałów o unikalnych właściwościach. Chodzi właśnie o półprzewodniki azotkowe do produkcji nowej generacji laserów i tranzystorów.
W zespole, którego pracę koordynuje profesor Leszczyński, jest profesor Hiroshi Amano z Uniwersytetu w Nagoi, laureat Nagrody Nobla z roku 2014.
Potrzeba naprawy
Polska, łagodnie mówiąc, nie należy do krajów unijnych, które są liderami w dziedzinie wykorzystania innowacji w gospodarce. Między innymi ciągną się za nami efekty niskich nakładów przeznaczanych na badania i rozwój.
Jednak zdaniem profesora Michała Leszczyńskiego, problem zaczyna się jeszcze na etapie edukacji. Uważa on, że nastąpił upadek nauczania przedmiotów ścisłych.
- Ilość godzin fizyki została zredukowana kilka razy, matematyki też. Później wyższe uczelnie mają problem z absolwentami i muszą nadganiać program, z czym nie dają sobie rady. Z drugiej strony na uczelniach technicznych są zatrudniani profesorowie, którzy nie robią żadnych badań naukowych i przekazują wiedzę, która była istotna przed dwudziestu laty. A powinni uczyć tego co będzie ważne za lat dziesięć. To jest podstawowy problem – podkreśla profesor Leszczyński.
Samych naukowców można zdaniem Leszczyńskiego podzielić na grupy. Jedną z nich stanowiącą od 5% do 10% całości, tworzą ludzie bardzo wybitni, znani na świecie. Pracują pół roku w Polsce, po czym kilka miesięcy we Francji, potem znowu w Niemczech, jeżdżą po świecie z wykładami, czy dokonując badań. Mają się bardzo dobrze od strony finansowej i satysfakcji zawodowej. - Zawsze są uśmiechnięci i zadowoleni z życia, natomiast nie w głowie im jakakolwiek komercjalizacja i zakładanie firm - zauważa Leszczyński.
Jego zdaniem jest też bardziej liczna grupa naukowców, którzy robią badania nikomu niepotrzebne. Trudno skomercjalizować coś, co się nikomu nie przyda. Zatem sama organizacja nauki pozostawia wiele do życzenia. Bez jej głębokiej korekty nie wybijemy się na taki poziom innowacyjności i komercjalizacji, który zapewni nam bezpieczny rozwój gospodarczy.
Dariusz Kwiatkowski