“物质波”是法国物理学家德布罗意最早提出的，原意是为了解释电子为什么会在原子核周围稳定运动，而不会落入到原子核附近。德布罗意设想，电子的物质波是绕着原子核形成的周期性驻波，波长l与动量大小k满足

l = h / k

其中，h是普朗克常数。而驻波的周期性条件限制了l的取值，进而限制了能量的取值，所以解释了氢原子能级分离的现象，也就是为玻尔模型提供了理论基础。

但是，当时还有其它的理论来解释玻尔模型，所以对玻尔模型的这种解释只能认为是物质波的间接证据。在德布罗意之后，德国人Walter Elsasser提出，应当有更直接的实验证据来证明电子或者其它微观粒子的波动性，而最直接的波动实验效应是波在传播中的干涉或衍射等现象。因此，Elsasser猜测具有一定能量的电子束被晶体散射时，会产生与X射线类似的布拉格衍射现象。结合德波罗意的物质波波长公式，可以估算出多大能量的电子对应的波长会与X射线波长相仿。受Elsasser这一思想的影响，一些德国物理学家开始实验，进行金属晶体对电子束的散射实验，但是受到技术条件的限制，实验效果不很理想。

当时，在美国贝尔实验室工作的Davisson与Germer两人恰好在做类似的电子散射实验，用的是镍晶体，但是目的却不一样，本来是为了观察次级电子发射。不过，在听到Born关于Elsasser想法的报告以后，Davisson意识到他们也可以作同样的实验，而且可以做的更好。原因是依托贝尔实验室，Davisson实验的技术条件更好，能实现更高的真空以及制作更好的探测器。两人加紧工作，很快就测到了布拉格衍射中标志性的在一定角度出现的衍射极大，找到了电子物质波的第一个直接证据。