Après un diplôme d’ingénieur de l’Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de Paris (E.S.P.C.I.) et un master de recherche en Science des Matériaux et Nano-objets (Université Paris VI), Sylvia Matzen a réalisé un doctorat en Science des Matériaux au CEA Saclay sur la croissance et l’étude de films ultraminces épitaxiés de ferrites pour le filtrage de spin à température ambiante (doctorat en 2011). Un post-doctorat de deux ans à l’Université de Groningen (Pays-Bas) lui a ensuite permis d’élargir ses activités de recherche sur les films minces ferroélectriques et le contrôle de leurs propriétés par ingénierie des contraintes.
Depuis son recrutement en 2013 en tant que maître de conférences dans l’équipe OXIDE du département Matériaux au C2N, ses activités portent sur l’intégration de films minces épitaxiés d’oxydes fonctionnels dans des micro-dispositifs pour des applications en microélectronique et en photonique intégrée. Elle s’intéresse à des oxydes présentant des propriétés optiques non-linéaires, piézoélectriques et ferroélectriques, en étudiant comment la structure cristalline du matériau et sa polarisation peuvent influencer la propagation optique, le transport de charges ainsi que la génération de déformation sous éclairement, pour des films minces allant de la centaine de nanomètres jusqu’à des épaisseurs tunnel. Ses travaux de recherche s’attachent en particulier à la compréhension de la réponse de films minces ferroélectriques à des stimuli externes : l’enjeu est de comprendre cette réponse par nature très inhomogène, ce qui impose de sonder aux échelles caractéristiques leur dynamique temporelle en lien avec leur déformation locale.

Figure : (gauche) Cycle d’hystérésis de la polarisation d’un film mince ferroélectrique, montrant la maille cristalline tétragonale du matériau dans les deux états de polarisation (vers le haut et vers le bas). Schéma du couplage entre la polarisation ferroélectrique, le transport de charges, la propagation optique (domaine IR) et la génération de déformations sous éclairement UV mesurées en particulier par diffraction de rayons X. (droite) Exemple d’intégration de films minces d’oxydes fonctionnels dans des microdispositifs.