Bei LEED-Untersuchungen (von engl. „low energy electron diffraction”) wird die Festkörperoberfläche mit niederenergetischen Elektronen bestrahlt. Das so enstehende Beugungsbild, welches auf einem Leuchtschirm betrachtet werden kann, lässt Aussagen über die Struktur der Oberfläche zu. Niederenergetische Elektronen (30-300 eV) besitzen Wellenlängen in der Größenordnung der interatomaren Abstände (de Broglie-Gleichung : l=h/p), sowohl parallel als auch senkrecht zur Festkörperoberfläche. Dadurch können die Elektronen von den Oberflächenatomen des Festkörpers elastisch gestreut werden. Da der Streuquerschnitt für niederenergetische Elektronen sehr groß ist, liegt die Eindringtiefe des Elektronenstrahls im Bereich weniger Atomlagen. Die gebeugten Elektronen fliegen radial von der Probe weg zu einem Leuchtschirm, wo sie als fluoreszierende Punkte sichtbar gemacht werden. Dieses Beugungsmuster ist ein Abbild des reziproken Gitters der Festkörperoberfläche und es können somit Informationen über die Symmetrie, Größe der Oberflächen-Einheitszelle und Qualität (Reinheit) der Oberfläche gewonnen werden.
LEED-Aufnahme einer reinen W(110)-Oberfläche bei einer e--Energie von 138eV
Schematischer Aufbau einer LEED-Optik