森堡做了7年的博士后研究。在这段期间，他也结识了日后成为氢弹之父的爱德华·泰勒。1930-1937年间，克洛尔发表了量子力学、磁化频谱、热电效应等领域的相关论文，总共8篇，并奠定其日后独立研究之基础。在纳粹取得政权后，克洛尔经常批评时政。虽然克洛尔并非犹太人，但由于此举受当政者所不喜，他便因此身陷危险之中。因此，克洛尔在父亲与校方的协助之下，于1937年开始独自流亡海外，前往日本。克洛尔表示，他选择前往日本的目的，是为了见识「迷人的东方」，而且他和他父亲有很多朋友在日本。关于克洛尔离开德国的方式，有两种