유기전자소자를 기반으로 한 가스 센서의 상용화를 위해서는 유기반도체의 기체에 대한낮은 민감도를 향상시키는 것이 중요하다. 본 연구에서는 NO2 기체에 대한 낮은 민감도를 개선하기 위해 유기박막 트랜지스터의 채널영역인 반도체와 절연층 사이의 계면을 다양한 작용기를 가지는 자기조립 단분자막으로 개질하였다. 다양한 작용기 (-N1, -N2, -CH3, -CF3)의 자기조립 단분자막의 형성을 통해, P3HT 박막의 전기적 성능 변화와 가스 센서로서의 민감도 변화를 확인하였다. -CF3로 계면 처리한 소자에서 전하이동도가 10배 이상 향상되었으며, -N2로 계면 처리한 소자에서 기존 센서 대비 1.6 배 가량의 기체 민감도를 나타내는 것을 확인하였다. 본연구에서는 유기트랜지스터의 채널영역에서 계면특성 조절을 통해 전기적 성능과 NO2 가스에 대한 민감도를 획기적으로 향상시켰다.