Elektronhullámok elmélete
Ebben a tézisben (1924) de Broglie kidolgozta az elektronhullámok forradalmi elméletét, amely korábban tudományos folyóiratokban publikált. (Lásd de Broglie-hullámot.) Az az elképzelés, hogy az atomi léptékű anyagnak lehetnek hullám tulajdonságai, egy Einstein által 20 évvel ezelőtti javaslatban gyökerezett. Einstein azt javasolta, hogy a rövid hullámhosszú fény bizonyos körülmények között megfigyelhető legyen úgy, mintha részecskékből állna, és ezt az elképzelést 1923-ban megerősítették. A fény kettős természete azonban csak akkor kezdett tudományos elfogadásra jutni, amikor de Broglie kiterjesztette az ilyen kettősség gondolatát az anyagra. (Lásd a hullám-részecskék kettősségét.)
De Broglie javaslata megválaszolta azt a kérdést, amelyet az atomokon belüli elektronok mozgásának számítása vetett fel. A kísérletek azt mutatták, hogy az elektronnak a mag körül kell mozognia, és hogy akkor elhomályosítható okokból korlátozásai vannak a mozgásának. De Broglie elképzelése egy hullám tulajdonságú elektronról magyarázatot adott a korlátozott mozgásra. A nukleáris töltés által szabott határok közé szorított hullám alakja korlátozott lenne, és így mozgása is korlátozódna, mivel minden olyan hullámforma, amely nem illeszkedik az atomhatárokba, megzavarja önmagát, és kiiktatja azt. 1923-ban, amikor de Broglie előterjesztette ezt az elképzelést, semmiféle kísérleti bizonyíték nem volt arra vonatkozóan, hogy az elektron, amelynek korpuszkuláris tulajdonságait kísérletekkel jól megalapozták, bizonyos körülmények között úgy viselkedhet, mintha sugárzó energia lenne. De Broglie javaslata, az egyik fő hozzájárulása a fizikához, így az intuíció diadalát jelentette.
De Broglie “anyaghullámok” ötletének első publikációi kevés figyelmet szenteltek más fizikusoknak, de az doktori disszertációt küldtek Einsteinnek, akinek lelkes válasza volt. Einstein kifejezetten és tovább építve hangsúlyozta de Broglie munkájának fontosságát. Így Erwin Schrödinger osztrák fizikus megismerte a hipotetikus hullámokat, és az ötlet alapján , felépített egy matematikai rendszert, a hullámmechanikát, amely a fizika alapvető eszközévé vált. Csak 1927-ben találták meg Clinton Davisson és Lester Germer az Egyesült Államokban, valamint George Thomson Skóciában az első kísérleti bizonyítékot az elektron hullámtermészetére .