Научная деятельность в ИОНХ АН СССР
В его преподавательской деятельности к тому времени также произошли изменения: после нескольких пробных лекций он получил право самостоятельного преподавания, и с 9 сентября 1930 г. был зачислен на должность доцента по аналитической химии в ветеринарном институте. Работая по совместительству ассистентом в КГУ, в период реорганизации химического отделения КГУ в новый Казанский химико-технологический институт (1930) он перешел преподавать туда вместе с А.Я.Богородским. Хотя в конце 1931 г. химфак в университете был восстановлен и профессор Богородский остался там ответственным за руководство специальностью неорганическая химия, Лев Германович в КГУ уже не вернулся: он по приглашению академика Н.С.Курнакова с июля 1931 г. оформился на работу (по договору) в Лабораторию общей химии (Институт химии) АН СССР в Ленинграде . С января 1932 г. Л.Г.Берг стал штатным научным сотрудником 1 разряда. Это создавало благоприятные условия для научной деятельности, так как он мог сотрудничать с учеными, работавшими в различных отраслях химии, минералогии, металловедении, химической технологии и т.д. Теперь он работал в постоянном контакте с выдающимся химиком, основателем крупнейшей научной школы физико-химического анализа академиком Н.С.Курнаковым.
Если судить по публикациям того периода, основным научным направлением Л.Г.Берга оставалось исследование солевых систем. Однако наряду с препаративными приемами, которые использовались в "казанских" работах, он стал широко привлекать и другие физико-химические методы анализа: потенциометрический, кристаллографический (кристаллооптический) и особенно термический анализ. В частности, продолжая начатые в Казани исследования пермутитов, он под руководством Н.С.Курнакова показал, что в их состав входит соединение Na2Al2Si2O8, которое может образовывать твердые растворы с SiO2 или с полисиликатом натрия. В то же время натрий в алюмосиликате способен обратимо замещаться на кальций (вода в пермутите носит цеолитный характер). Для изучения устойчивости свободных алюмокремниевых кислот и хромосиликатов Лев Германович привлек потенциометрический метод и выяснил, что алюмокремниевые кислоты не могут быть получены при рН  4.5, тогда как хромосиликаты и в этих условиях оказались устойчивыми.
Одновременно с этим он занимался выяснением условий кристаллизации и физико-химическими основами технологии и очистки растворимых солей, применяемых в производстве. Так, совместно с А.В.Николаевым были разработаны основы очистки поташа и даны соответствующие рекомендации.
В списке научных трудов этого периода имеется несколько публикаций, посвященных тройной системе K2O-P2O5-H2O, которые позволили установить условия кристаллизации различных ортофосфатов калия, а также кристаллогидратов и двойных солей. Впервые обнаружены три новые двойные соли, образованные дву- и однозамещенными фосфатами калия. Дальнейшие подробные исследования позволили описать химические, кристаллографические и кристаллооптические свойства двойных солей, образованных кислыми ортофосфатами. Эти работы имели практический выход и оказали большую помощь в организации производства солей. Так, по его рекомендации на химико-фармацевтическом заводе имени Л.Я.Карпова (Менделеевск) наладили выпуск тригидрата вместо безводного двузамещенного фосфата калия. Это позволило получать соль более высокой чистоты без специальной очистки сырья, резко повысить производительность, так как прежнее производство было весьма трудоемким. В это же время им исследовались также методы переработки полигалита в сульфат калия.
Активная научная работа Льва Германовича была отмечена руководством Института и 1 марта 1935 г. его утвердили в должности старшего научного сотрудника. В начале 1936 г. дирекция завода имени Л.Я.Карпова премировала его за внедрение новой технологии, а 10 мая 1936 г. он получил премию в ИОНХ’е за успешное выполнение актуальных и теоретических работ. В мае того же года (по его словам 15 мая) Президиум АН СССР присудил Л.Г.Бергу ученую степень кандидата химических наук без защиты диссертации.
В 30-е годы Лев Германович возобновил преподавательскую деятельность. Он с 1936 г. стал читать по совместительству лекции в Московском авиационном институте, а позже (с 1938 г.) - в Институте народного хозяйства им. Г.В.Плеханова и Московском геологоразведочном институте.
При исследовании солей и их смесей методом термического анализа Л.Г.Берг обратил внимание на форму кривых нагревания, дающей много новой дополнительной информации о химизме процессов, происходящих при нагревании, и о характере составляющих этих смесей. В дальнейших работах он стал большее внимание уделять разработке и усовершенствованию методики применения кривых нагревания в химических исследованиях.
В эти годы (1930-1940 гг.) Н.С.Курнаков направлял усилия своих учеников к изучению природных солевых ресурсов страны, имеющих большое практическое значение. Л.Г.Берг активно участвовал в этих исследованиях. В частности, вместе с большой группой сотрудников ИОНХ’а он выезжал в экспедиции в районы соленых озер Северного Прикаспия для изучения природных солей. Для исследования отобранных образцов он с успехом использовал разрабатываемую им методику анализа кривых нагревания.
В 1936 г. И.Н.Лепешковым была защищена кандидатская диссертация "Физико-химический анализ соляных месторождений некоторых солей" - первая из выполненных в ИОНХ’е работ по руководством Н.С.Курнакова при тесном сотрудничестве с Л.Г.Бергом. Поэтому именно Н.С.Курнаков, Л.Г.Берг и И.Н.Лепешков заслуженно считаются основоположниками применения метода кривых нагревания для систематического исследования природных солей и минералов.
Как высококлассный химик, Л.Г.Берг владел всеми современными для того времени методами препаративной химии и физико-химического анализа, хорошо знал аналитическую химию, разрабатывал и внедрял новые методы качественного и количественного анализа. По публикациям конца тридцатых годов можно проследить, как интенсивно под руководством Н.С.Курнакова он совместно с А.В.Николаевым и Е.Я.Роде разрабатывал теоретические и экспериментальные основы методики кривых нагревания. Для этого они рассмотрели кривые нагревания фосфатов калия, сульфатов двухвалентных металлов, продолжали разрабатывать варианты применения этого метода к исследованию характера природных солей и их смесей. Эти работы показали, какие широкие возможности для исследования химических превращений, для определения фазового состава сложных смесей имеет метод кривых нагревания (методика получила новое наименование "термография"). По этой методике вещество исследуется посредством регистрации динамики поглощения (или выделения) тепла в ходе его равномерного нагрева (охлаждения). Для этого одновременно записывается температура вещества (простая температурная) и разница температур вещества и эталона (дифференциальная запись). По этой причине такая методика получила название также название "дифференциального термического анализа" (ДТА), которое являлось синонимом термографии.
Впервые термин "термография" использован Л.Г.Бергом для обозначения методики кривых нагревания в заглавии статьи, написанной совместно с О.К.Янатьевой в 1940 г., и далее он получил широкое распространение в научной среде. В этой работе предложен термографический метод определения состава твердых фаз в узловых точках многокомпонентных систем. Было установлено, что метод применим для текущего контроля состава твердых фаз и их числа в равновесных соляных системах. Как показано в работе, независимость тепловых эффектов позволяет термографически определять и фазовый состав природных образцов, состоящих из смеси различных солей (в том числе двойных и тройных). Так было положено начало исследованию твердых фаз в многокомпонентных водносолевых системах.
Л.Г.Берг обратил также внимание на зависимость величин термических эффектов, записанных дифференциальной термопарой, от массы составляющих смеси. Первой экспериментальной работой, в которой термографический метод использован для количественного анализа горных пород, было определение содержания гипса в карбонатных породах (совместно с Ф.Ф.Лаптевым, 1940). Далее количественный термографический анализ природных солей разрабатывался на примере полигалита (совместно с И.Н.Лепешковым и Н.В.Бодаловой). В 1941 г. Л.Г.Берг и В.Я.Аносов предложили использовать дифференциально-термический анализ (ДТА) в качестве метода определения тепловых эффектов реакций дегидратации.