使得其他化学家开始积极地对二茂铁的本质进行探索。一个活泼的环戊二烯与一个过渡金属铁一旦结合，在化学稳定性上竟然会产生巨大的转变，变得异常稳定，确实是不同寻常的。这一点使得化学界对这种物质产生了极大的兴趣。如哈佛大学的RobertB.Woodward(哈佛大学教授伍德沃德)和GeoffreyWikinson(英国化学家、哈佛大学教授威尔金森)就曾被发表在Nature杂志上的那篇文章深深吸引。最早认为这种新分子是由两个茂环单元与铁通过简单的铁-碳键结合的。

但是Woodward和Wikinson凭着他们的直觉做出了这样的判断：二茂铁的特殊化学稳定性一定与它的结构有关，并推测它不是一个具有一般共价键的化合物，即这种高度稳定的化合物不可能是传统的线性结构，而必然是其他比较复杂或者特殊的结构。研究人员及合作者们重复了二茂铁发现时的合成工作，然后对该化合物进行物理性质的测试以说明其结构，提出二茂铁实际上是一种三明治型化合物。

他们利用X射线衍射分析以及红外吸收光谱和偶极矩的研究，并从这个化合物具有芳香性这一性质考虑，推测二茂铁是由两个环戊二烯负离子与二价铁正离子用了d轨道重叠而形成的一个对称的“特殊共价键”，他们大胆地提出二茂铁是一类夹心面包结构的化合物，也就是说，它像夹心面包一样，两个平行的环戊二烯负离子的中间镶嵌着一个铁原子，铁对称地夹在两个茂环平面之间，所有的碳-碳键和碳-铁键长都相等(分别为140.3pm和204.5pm)。他们提出的二茂铁夹心面包结构是对化学界的一个划时代贡献。