黄昆燕京大学毕业后，经葛庭燧介绍到西南联大做助教。到昆明后，饶毓泰对他说，这里人很多，根本不需要助教，你在这儿可以钻研学问做研究。于是黄昆跟吴大猷读研究生，教学任务只是每周带一次普通物理实验。吴大猷慧眼识李政道最为人称道，被誉为“当代士林佳话”。
饶毓泰、吴大猷和郑华炽继续在原子、分子结构和光谱学研究上用力，他们指导江安才、薛琴访、沈寿春、虞福春、黄昆、苟清泉等在这个领域作了大量工作，涉及苯的拉曼光谱、烃分子、卤代烃分子、线性不对称三原子、氦原子、锂原子、电子分子碰撞激发以及大气上层氮原子存在问题等，发表论文二十余篇，其中以吴大猷成绩最为卓著，饶毓泰、黄昆等也发表论文8篇。马仕俊回国后进行介子理论和量子场论的研究，并指导薛琴访、虞福春在该领域用功，他们共发表论文十余篇。
1944年1月，饶毓泰辞去联大物理系主任，休假出国赴美访学，先后在麻省理工学院、普林斯顿大学和俄亥俄州立大学从事分子红外光谱的实验研究。这一段时间，按照他自己的说法，“精神早已销止，存者只躯壳耳”。但当他听说胡适被任命为战后复员的北大校长时，发展北大理科和工科学术的雄心壮志与高远理想被激发出来。
1945年9月19日，饶毓泰写一长函给胡适，除将胡适出任北大校长与埃利奥特长哈佛大学相提并论，称为中国大学“新纪元”外，还以哈佛大学校长科南特、麻省理工校长康普顿、加州理工校长密立根出任行政职务并不妨碍学术研究为例，劝导胡适勇敢担起领导北大向前的责任，并认为大学校长不仅是行政职位，更应该作为学术研究的表率，领导学术的进步。信的主体内容是向胡适提出了发展北大理科和工科的系统建议，这里仅选取相关物理系部分：
就理学说，各系都要充实，受经费与人才限制，物理系一向政策是先□在分光学方面做到独立研究地步。今自原子炸弹成功，原子核物理之研究有不容一日缓者，张文裕先生在此方面有独立研究经验，成绩甚佳，拟请其加入北大。彭桓武君曾从Max Born问学，现在Institute for Advanced Study Dublin任理论物理副教授，与马仕俊、张宗燧三人为吾国研究原子核理论之最有希望者，仕俊将来Princeton继续研究，宗燧（中大）曾与我有了解，倘桓武亦肯来北大，则实验与理论方面都顾到矣。
►饶毓泰写给胡适的信
2．“原子核物理之研究有不容一日缓者”
面临原子弹爆炸后世界原子科学的发展，饶毓泰敏锐地看到物理学发展的主流方向，指出北大物理系不能再停留于由他开创、吴大猷等接续的光谱学等方面的研究，“原子核物理之研究有不容一日缓者”，建议北大聘请张文裕、彭桓武、马仕俊与张宗燧，专门从事原子物理研究。张文裕抗战爆发前入剑桥大学卡文迪许实验室，师从卢瑟福研究原子核，1938年获博士学位，回国任西南联大教授，1943年赴美在普林斯顿大学访问研究，已“有独立研究经验，成绩甚佳”。彭桓武清华大学毕业后考取中英庚款，1938年到爱丁堡大学师从量子力学哥廷根学派开创人马克斯·玻恩，1940年获得博士学位，受到玻恩赏识。张宗燧1934年清华物理系毕业后随吴有训读研究生，放弃美庚款天文学名额，考取英庚款数学专业留英，在剑桥大学从事理论物理研究，1938年获得博士学位。曾在哥本哈根、瑞士高工与玻尔、狄拉克、泡利等大师交游。1939年回国任教于中央大学。战后再赴剑桥大学与狄拉克一道工作，后随狄拉克到普林斯顿高等研究院。北大如果能聘请到这些才俊，原子物理理论与实验人才兼备，自然就能成为中国原子物理研究中心，有了这些紧跟世界物理学发展前沿的青年人才，中国在世界原子物理研究上占有一席之地也“指日可待”。
此后，饶毓泰还多次致函胡适讨论，主要集中在设立工学院及聘请钱学森问题上。10月13日，饶毓泰再次致函胡适，说因所商量的问题关系“北大前途甚大”，并指出“原子核物理的研究势不容缓，惟现在国人治此有成绩者本来无多，中大正在多方延揽，倘此时不图，后来更无机会”。战后随着原子科学的发展，中央研究院、清华大学、中央大学、浙江大学等机构和高校也都着力寻觅人才发展原子科学，因此彼此之间人才的竞争可谓激烈。10月23日，饶毓泰致函胡适谈及彭桓武来电，说清华、中大都有电请他，他尚未决定。饶毓泰说：“彭君成绩极好，治学问态度亦好，我极盼望他能来北大与马仕俊合作。若兄得与他面谈，并告诉他张文裕正在慎重考虑加入北大，我想我们很有希望请到他。”两个月之后的12月31日饶毓泰致函胡适，还谈及促使北大毕业生赵广增回北大一事，赵在密西根大学得博士学位，归国后任教中央大学，“近见他在《美国物理学报》所发表的论文颇有价值”。
除信函以外，饶毓泰与胡适也曾面谈，但直到当年年底，人才的聘请似乎并不顺利，发展北大学术的蓝图也就仅仅停留于他们之间的往还商讨中。1946年1月14日，饶毓泰致函胡适谈及诺贝尔物理学奖获得者泡利对马仕俊的赞赏，“马仕俊兄已