Зимой 1924 года Курчатов по поручению профессора Оболенского проводит свое первое самостоятельное исследование, измеряет альфа-радиоактивность снега. Это первое его прикосновение к проблеме, которая станет главной для него в начале 30-х годов.
Летом 1925 года Курчатов едет в Ленинград, в Физико-технический институт, куда его пригласил академик Иоффе. Он принят на внештатную должность инженера-физика 1-го разряда. В 1930-м Курчатов уже сам руководит большим физическим отделом, в который входят «ударные бригады». В 1934-м он утвержден в звании действительного члена института. Очень скоро Курчатов делает первые свои научные открытия. Вместе с братом, Б. В. Курчатовым, и другом, П. П. Кобейко, Игорь Васильевич в 1929 году открывает целый класс новых веществ, который называет сегнетоэлектриками. В сентябре 1934-го за работы по сегнетоэлектрикам, диэлектрикам и полупроводникам Курчатову присуждена степень доктора физико-математических наук без защиты диссертации. Спустя два месяца научный совет физико-технического института представляет его кандидатом к избранию в члены-корреспонденты АН СССР по разряду физических наук. В письме от 13 ноября 1934 года академик Иоффе писал в адрес секретаря академии:
«И. В. Курчатов один из талантливейших молодых физиков Советского Союза. За 10 лет своей научной деятельности он напечатал 40 научных исследований, громадное большинство которых получили большое значение. Особенно замечательна группа работ по сегнетовой соли. Эти работы уже создали большую литературу в Германии, Швейцарии, Франции и Америке.
Другая область, где за 1 год Курчатов с сотрудниками дал более 10 работ, установил большое количество новых принципиальных факторов и закономерностей, — это область ядерных реакций.
Третья область, изучаемая Курчатовым, — это электрические свойства диэлектриков и полупроводников. Здесь особенно замечательны его дендритная теория выпрямления и пробоя электрически проводящих диэлектриков, исследование туннельного эффекта в карборунде, закона Фарадея и явлений поляризации.
Во всех этих направлениях работы Курчатова занимают выдающееся место в научной литературе, а работы по сегнетоэлектричеству являются классическими» {7}.
Тогда в члены-корреспонденты Академии наук СССР И. В. Курчатова не избрали.
К концу 30-х годов советская ядерная физика пришла с выдающимися результатами. Выросло первое поколение физиков-ядерщиков. «Первым среди равных», по выражению Иоффе, был Курчатов.
Закономерно, что летом 1938 года научный совет ЛФТИ во второй раз выдвигает Курчатова для избрания, но уже в действительные члены Академии. В поддержку института выступает Педагогический институт имени М. Н. Покровского. В его характеристике отмечается:
«…Курчатов является крупным советским ученым, научно-исследовательские работы которого не только получили широкое применение в технике, но и свидетельствуют о новых исканиях его в наиболее трудных областях современной физики, о путях, прокладываемых им в исследовательской работе молодой советской научной мысли».
Выборы проводились в 1939 году. Курчатова не избрали. Но все было еще впереди: и звания, и награды, и мировая слава.
А тогда, в последний предвоенный год, широко развернулась работа по сооружению циклотрона для исследования цепной реакции. Его строительство велось под руководством И. В. Курчатова и А. И. Алиханова. Академик А. П. Александров, впоследствии президент АН СССР, вспоминал о тех годах, когда советские физики вышли на передовые рубежи отечественной науки: