En 1932, il réussit à obtenir un poste de professeur à l'université Duke, à une l'époque où, pendant la dépression économique, les postes sont extrêmement rares. Il commence son activité en automne 1932, et il reste à l'université jusqu'à sa retraite en 1977, à l'exception de l'année 1935-1936 passée à l'Institute for Advanced Study. Depuis 1964, Carlitz est le premier James B. Duke Professor en mathématiques, le plus haut grade de l’université. De 1940 à 1977, il dirige 45 étudiants en thèse[1] et 51 en master[2].
Leonard Carlitz a publié quelque 771 articles scientifique totalisant environ 7 000 pages. L'édition des œuvres complètes est préparée par deux articles de John Brillhart et. al. en 2012[4],[5].
L'environnement autour de l'exceptionnelle productivité de Carlitz est décrite par David Hayes[6] en ces termes :
« During the early 1960s, when I was one of his graduate students, Carlitz had a National Science Foundation grant that paid for a half-time secretary. On more than one day I observed him reading a journal paper raising a question that he found of interest, that evening writing up a paper of his own answering the question, and having it typed and sent off to a journal the following day. »[7]
Environ 160 articles, soit à peu près un cinquième des travaux de Carlitz, ont trait au domaine des corps finis. Le livre ‘’Finite Fields’’ de Rudolf Lidl et Harald Niederreiter[8] contient 141 références dont Carlitz est l’un des auteurs ou coauteurs.
Les contributions les plus significatives de Carlitz sont, de l’avis de Brawley[3]:
le module de Carlitz, premier des modules de Drinfeld[9] ;
↑Joel V. Brawley, John Brillhart et Henry E. Gould, « Recollections of Leonard Carlitz », Acta Arithmetica, vol. 152, no 4, , p. 361-372.
↑Joel V. Brawley, John Brillhart et Henry E. Gould (éditeurs), « The publications of Leonard Carlitz », Acta Arithmetica, vol. 152, no 4, , p. 373-405 — Catalogue annoté de 773 publications de Carlitz.
↑Au début des années 1960, quand j'étais l'un de ses étudiants en thèse, Carlitz a obtenu une subvention de la National Science Foundation qui lui permettait d'embaucher une secrétaire à mi-temps. Plus d'une fois, je l'ai observé lire un article de revue qui posait une question qui lui semblait intéressante, l'après-midi même rédigeant un article répondant à la question, article tapé à la machine et envoyé à un journal scientifique le lendemain.
↑D. R. Hayes, « A Brief Introduction to Drinfeld Modules », dans D. Goss, D. R. Hayes et M. Rosen (éditeurs), The Arithmetic of Function Fields: Proceedings of the Workshop at the Ohio State University, June 17-26, 1991, De Gruyter, coll. « Ohio State University Mathematical Research Institute Publications », (ISBN978-3-11-088615-3, présentation en ligne), p. 1-32
↑D. R. Hayes, A geometric approach to permutation polynomials over a finite field,, « A geometric approach to permutation polynomials over a finite field », Duke Math. J., vol. 34, , p. 293-305.
↑Leonard Carlitz et U. Uchiyama, « Bounds for exponential sums », Duke Math. J., vol. 24, , p. 37-41.