Estudià els fenòmens superficials dels sòlids i les descàrregues gasoses. El 1937 inventà el microscopi electrònic d’emissió de camp i el 1951 el de camp iònic, que pot ampliar fins a un milió d’augments. Visqué inicialment a Alemanya, on fou deixeble de Gustav Hertz, però el 1952 se n'anà als EUA. Fou professor de l’institut Kaiser-Wilhelm (1947-52) i a la Universitat de Pennsilvània (1952-76).