En agosto de 1929, Zheng Yanfen fue a la Escuela de Graduados en Física de la Universidad de Stanford en Estados Unidos y recibió su doctorado en 1934. Su tesis doctoral se tituló "Polarización de rayos X generada por objetivos gruesos". El contenido principal se publicó en la edición de agosto de "Physical Review" de 1934. Utilizó el método de dispersión de 90° y filtros de láminas bimetálicos (Nb y Mo, Rh y Pd, Ta y W) para producir rayos X de diferentes longitudes de onda a 20-100 kV para voltajes objetivo de tungsteno, cobre y aluminio. La polarización se midió y analizó sistemáticamente, lo que confirmó aún más la relación entre el aumento de la polarización del espectro continuo a medida que disminuye el voltaje y el aumento de la polarización del espectro continuo a medida que disminuye la longitud de onda. Además, también se demuestra cuantitativamente que: (1) Al extrapolar el espectro continuo generado por los tres objetivos anteriores al límite de onda corta, el grado de polarización es cercano al 100% (2) Cuando la longitud de onda permanece sin cambios; el grado de polarización de los rayos X generados por el objetivo de número atómico bajo es alto. Este artículo aclaró algunos desacuerdos sobre los experimentos de polarización de rayos X en ese momento y jugó un cierto papel en el desarrollo de la espectroscopia de rayos X.
Zheng Yanfen regresó a China en julio de 1934 y se convirtió en profesor asociado en el Departamento de Física de la Universidad de Zhejiang. Un año más tarde, fue nombrado profesor Geng Zhongying y presidente del Departamento de Física de la Universidad Datong de Shanghai y, al mismo tiempo, se desempeñó como profesor del Departamento de Física de la Universidad de Tongji hasta el verano de 1938.