Hipoteza de Broglie'a, sformułowana w 1924 r., przewiduje, że cząstki powinny również zachowywać się jak fale. Trzy lata później hipoteza została potwierdzona w dwóch niezależnych eksperymentach, w trakcie których została zaobserwowana dyfrakcja elektronów. George Thomson i Andrew Reid przepuścili wiązkę elektronów przez cienką warstwę celuloidu i zaobserwowali pierścienie interferencyjne. Mniej więcej w tym samym czasie Clinton Joseph Davisson i Lester Halbert Germer przepuścili wiązkę elektronów przez monokryształ niklu obserwując wzór dyfrakcyjny. W 1937 r. Thomson i Davisson podzielili się Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki.
Techniki
Obecnie w chemii i fizyce ciała stałego wykorzystywane są różne metody oparte na dyfrakcji elektronów. Mogą one wykorzystać transmisyjny mikroskop elektronowy (TEM) lub skaningowy mikroskop elektronowy (SEM). Przykładowe techniki eksperymentalne:
• PED (ang. precession electron diffraction) - metoda mierzenia wzoru dyfrakcyjnego z wykorzystaniem TEM. W trakcie eksperymentu odchylona od osi mikroskopu wiązka elektronów jest obracana wokół tej osi. W wyniku otrzymujemy wzór dyfrakcyjny wynikający z uśredniania po pojawiających się kolejno warunkach dyfrakcji. Daje to quasi-kinematyczny wzór dyfrakcyjny.