物质波理论的理论的提出
德布罗意于1923年9月到10月在《法国科学院报导》上连续发表了三篇文章，题目分别为《波和量子》、《光量子、衍射和干涉》和《量子、气体运动理论和费马原理》，提出了现在称为德布罗意波的雏形，后在1924年的博士论文《关于量子理论的研究》中，详细阐述了他的物质波思想及其各种应用。这篇文章发表在法国《物理杂志》1925年第一期上。
德布罗意在9月10日发表的《波和量子》一文中，考虑了一个静止质量为m0的粒子的相对论效应，显然它应具有能m0c2。他把这一能量与量子现象联系起来得出hν= m0c2。于是他提出一个大胆的设想：“一般的”物质也具有波粒二象性。在这篇文章中，他用波的观念分析了玻尔的量子化条件，并认为这种波的干涉是玻尔量子化条件的物理基础。
在9月24日的论文《光量子、衍射和干涉》中明确提出相干波的概念。文中明确指出：要描述一个动点的运动，观察者必须将这一运动与一个非物质的、在同一方向上传播的正弦波联系起来。在观察者看来，这一波的频率等于上述动点的总能量除以普朗克常量h。他在讨论衍射现象时预言：“从很小的孔穿过的电子束能够呈现衍射现象，这或许是人们能借以寻找关于我们的想法的实验证据的方向。”在这篇文章中还讨论了他所要寻找的“新力学”和以往的“旧理论”（包括牛顿和爱因斯坦的动力学）之间的关系，他认为这个关系正好像是波动光学和几何光学之间的关系。德布罗意最后声称：“经过对此深思熟虑，可以看出，我们所提出的这种综合就是在与17世纪光学和动力学的类比中发展完成的。”
在10月8日的《量子、气体运动理论和费马原理》的论文中，他再次详细阐述了这种类比。他假定与任何粒子相联系的相波，在空间任何点与粒子同相位。相波的频率与速度由粒子的能量和速度所决定。在给出费马原理和莫泊丢原理的相似性表示后，他说：“联结几何光学和动力学的两大原理的基本关系由此得以完全明朗。”后来，在它的博士论文中，德布罗意进一步指出：“我们认为几何光学和动力学的这两个重要原理之间的深刻关系的这个思想，可以作为将波和量子综合起来的重要思想。”
三篇论文发表后，德布罗意开始撰写博士论文，根据他的回忆：“在1923年我写出了博士论文，为了得到博士学位我想把它寄出去。我将论文复制了3份，将其中一份寄给了朗之万，以便他决定是否可以作为博士论文接受。朗之万也许对我的新思想的新奇有点感到惊异，又向我要了一份寄给爱因斯坦，请爱因斯坦评定。爱因斯坦读完以后就宣布，在他看来我的思想是有趣的。这促使朗之万接受我的论文。”爱因斯坦对德布罗意的论文大加赞赏，认为他揭开了“自然界巨大面罩的一角”。1924年11月25日德布罗意的博士论文通过答辩。
德布罗意的博士论文共分七章。第一章详细阐述了他在以前发表的几篇论文中已经提出的量子领域中所有实物粒子都具有波动性的假设。他把这种量子波称为相位波。论文的余下各章是相位波在物理学各领域中的具体应用，包括在统计力学中的应用。
德布罗意的博士论文包括了近两年研究的一些成果，比较系统地论述了物质波理论，得到物质波的一些重要结果。德布罗意认为，任何运动着的物体都伴随着一种波动，而且不可能将物体的运动和波的传播分开，这种波称为相位波。存在相位波是物体的能量和动量同时满足量子条件和相对论关系的必然结果。德布罗意考虑静止质量为m、相对于静止观察者的速度为v的粒子，他假设粒子是周期性内在现象的活动中心，它的频率ν=ω/h，h是普朗克常数，ω是粒子的内在能量。以狭义相对论原理和严格的量子关系式为基础，路易·德布罗意通过严格论征得到：相位波的波长是λ=h/p，h是普朗克常数，p是相对论动量，这就是著名的德布罗意波长与动量的关系，该式与ω=hν一起就是我们熟知的爱因斯坦-德布罗意关系式。此外，德布罗意把相位波的相速度和群速度（能量传递的速度）联系起来，证明了波的群速度等于粒子速度，确定了群速度与粒子速度的等同性。他的这些研究成果形成了比较完整的物质波理论。
