Pasó su "examen doctoral" (equivalente a un máster) en 1977 y continuó sus estudios de postgrado en la misma institución.

[1]​ Aunque tenía la intención de seguir una carrera en la industria con Philips N.V.

en Eindhoven, abandonó Europa a instancias de su padre, Peter Mazur, para realizar un estudio posdoctoral con el reciente premio Nobel Nicolaas Bloembergen en la Universidad de Harvard.

En 1998, un descubrimiento casual en el laboratorio de Mazur condujo al desarrollo de un nuevo método para modificar la superficie del silicio, denominado "silicio negro" por su baja reflectividad.

El material resultante tiene muchas propiedades notables, como una absorción mejorada que se extiende hasta el infrarrojo por debajo de la brecha de banda del silicio.