Esta investigación reveló la respuesta de las subredes de Ga y Al a la incorporación de sustituyentes incompatibles en los cristales individuales de Gd3Al2Ga3O12:Ce. Incompatibles en tamaño y carga, los sustituyentes Li+ y Mg2+ violaron la entropía configuracional. Esto llevó a una distorsión de la red y desencadenó reordenamientos estructurales. La fluctuación radial de los elementos de Ga y Al fue probada mediante mapeo de espectroscopía de rayos X de dispersión de energía multielemental y análisis de composición elemental. Se observó más evidencia por el desplazamiento de la energía de creación de excitones hacia energías más altas en los espectros de excitación en el ultravioleta vacío registrados con radiación de sincrotrón. En las muestras co-dopadas con Li+ y Mg2+, el núcleo cristalino se agotó de átomos de Ga y se enriqueció con elementos de Al. El borde cristalino mostró el comportamiento opuesto. El cambio en las posiciones de los picos de termoluminiscencia reveló un mecanismo diferente para la formación de trampas localizadas. Como resultado, la co-dopaje de Li+ mejoró ligeramente el valor de rendimiento de luz, pero al mismo tiempo desaceleró el tiempo de decaimiento de la scintilación. Por el contrario, la co-dopaje de Mg2+ disminuyó marcadamente los parámetros de scintilación.