Như đã biết, muốn quan sát được cấu trúc của vật chất
cũng như các tính chất của nó thì cần phải có một nguồn sáng
có bước sóng nhỏ hơn hoặc tương đương với khoảng cách
giữa các nguyên tử của mẫu mà ta cần nghiên cứu
Điện tử có năng lượng cao và khối lượng nghỉ lớn. Do
vậy, ý tưởng dùng chùm điện tử để nghiên cứu cũng như bắn
phá cấu trúc đã được đề ra. Nhưng vấn đề là bằng cách nào
chúng ta có thể lấy được nó và điều khiển nó theo ý muốn
Với công trình của Owen Willans Richardson về hiện
tượng phát xạ nhiệt điện tử (và được giả Nobel năm 1928 đã
mở đầu cho cuộc cách mạng nghiên cứu tính chất vật liệu
bằng chùm điện tử
Từ công trình trên các hiện tượng phát xạ điện tử khác
cũng dần được phát hiện: Phát xạ quang điện tử, phát xạ tự
động và phát xạ điện tử thứ cấp